【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤陀螺仪领域，尤其是涉及一种对光纤陀螺仪进行相敏检波的装置及方法。
技术介绍
1、光纤陀螺信号检测方法可分为开环检测方法和闲环检测方法。干涉型开环光纤陀螺信号检测首先是通过交变的相位调制，得到一个稳定的π/2相位偏置，实现测量的最大灵敏度，再基于相敏检测原理，将被测信号与参考信号经相敏检测器相乘实现频谱的迁移,采用低通滤波器滤除高频项，从而获得陀螺的输出。
2、典型的开环光纤陀螺的结构如图 1所示，该光路结构的最大特点是全光纤结构。由光源发出的光经光纤耦合器 1 和光纤偏振器到达光纤耦合器 2，在光纤耦合器 2处分为两束，两束光在光纤线圈中沿顺、逆时针方向相向传输，在传输过程中两束光分别被压电陶瓷相位调制器调制，然后返回到光纤耦合器 2，再经光纤偏振器到达光纤耦合器 1，通过光纤耦合器 1 的分束作用，一部分光到达探测器。干涉光信号经过光电探测器转换为微弱的电流信号，此信号再经过前置放大器进行低噪声放大，并转化为电压信号，对该信号进行滤波后由开环相敏检测电路实现对 sagnac 相位差的检测。
3、由于典型的开环光纤陀螺其对于微弱的直流或慢变有用信号，为了消除陀螺信号通路中的1/f噪声以及缓慢漂 (包括温漂移、时间漂移等)，需要利用调制解调的方法进行检测。但由于调制后的信号通常也比较微弱，为获得高信噪比，需要对相关检测方法进行改进。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是怎样去除两束光的光程因素，快速精确地计算出光纤陀螺仪的角速度，
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种对光纤陀螺仪进行相敏检波的装置，包括前置放大器、滤波器、信号发生器、增益相位调整器，采样保持电路、模数转换器、fpga数字信号处理器；
4、所述前置放大器用于对被检测信号进行放大；所述滤波器用于对放大后的被检测信号进行滤波；
5、所述信号发生器用于产生参考信号，所述增益相位调整器用于对参考信号进行增益和相位裕度调整；
6、将滤波后的被检测信号与进行增益和相位裕度调整后的参考信号分别输入所述采样保持电路进行采样后，输入模数转换器后得到数字被检测信号和数字参考信号，然后输入fpga数字信号处理器中进行处理得到光纤陀螺仪的角速度。
7、进一步地，所述fpga数字信号处理器上刻录有用于对数字被检测信号和数字参考信号进行计算处理的算法码流软件。
8、进一步地，所述算法码流软件使用的算法为正交比例算法。
9、进一步地，所述正交比例算法是：
10、两个被测交流电压信号和，在参考正交坐标系下的电压相量可以表示为：
11、
12、
13、 a、b为 u1( t) 、u2( t)的幅度；
14、 ω为 u1( t) 、u2( t)的角频率；
15、 θ、是 u1( t) 、u2( t)的初始相位；
16、 u1a、 u2a是 u1( t) 、u2( t)在参考正交坐标系下的同相分量；
17、 u1b、 u2b是 u1( t) 、u2( t)在参考正交坐标系下的正交分量；
18、将参考坐标系上的一对正交基函数分别与被测信号相乘，
19、（1）
20、同理可得
21、（2）
22、其中，，
23、分别为参考坐标系的一对正交基函数的时域表达式，正交基函数为单位幅度，角频率与被测交流电压信号 u1的角频率相同；
24、使用低通滤波器，则式（1）和式（2）中带2 ωt的项滤去，得到被测信号在参考坐标系上的同相分量或正交分量：
25、
26、同理，可得到另一个被测电压信号的同相分量 u2a和正交分量 u2b；
27、
28、令：
29、则：
30、
31、（3）
32、则θ为计算出的角速度。
33、本专利技术还提供了一种对光纤陀螺信号进行相敏检测的方法，使用一种对光纤陀螺仪进行相敏检波的装置，包括以下步骤：
34、步骤1：将被检测信号输入前置放大器放大后输入滤波器进行滤波；
35、步骤2：信号发生器产生参考信号后输入增益相位调整器进行增益和相位裕度调整；
36、步骤3：将滤波后的被检测信号与进行增益和相位裕度调整后的参考信号分别输入采样保持电路进行采样后，输入模数转换器后得到数字被检测信号和数字参考信号；
37、步骤4：将数字被检测信号和数字参考信号输入fpga数字信号处理器中进行处理得到光纤陀螺仪的角速度。
38、进一步地，所述fpga数字信号处理器上刻录有用于对数字被检测信号和数字参考信号进行计算处理的算法码流软件。
39、进一步地，所述算法码流软件使用的算法为正交比例算法。
40、进一步地，所述正交比例算法是：
41、两个被测交流电压信号和，在参考正交坐标系下的电压相量可以表示为：
42、
43、
44、 a、b为 u1( t) 、u2( t)的幅度；
45、 ω为 u1( t) 、u2( t)的角频率； 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种对光纤陀螺仪进行相敏检波的装置，其特征在于，包括前置放大器、滤波器、信号发生器、增益相位调整器，采样保持电路、模数转换器、FPGA数字信号处理器；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述FPGA数字信号处理器上刻录有用于对数字被检测信号和数字参考信号进行计算处理的算法码流软件。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述算法码流软件使用的算法为正交比例算法。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述正交比例算法是：
5.一种对光纤陀螺信号进行相敏检测的方法，使用一种对光纤陀螺仪进行相敏检波的装置，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述FPGA数字信号处理器上刻录有用于对数字被检测信号和数字参考信号进行计算处理的算法码流软件。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述算法码流软件使用的算法为正交比例算法。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述正交比例算法是：
【技术特征摘要】
1.一种对光纤陀螺仪进行相敏检波的装置，其特征在于，包括前置放大器、滤波器、信号发生器、增益相位调整器，采样保持电路、模数转换器、fpga数字信号处理器；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述fpga数字信号处理器上刻录有用于对数字被检测信号和数字参考信号进行计算处理的算法码流软件。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述算法码流软件使用的算法为正交比例算法。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王德华，魏育成，
申请(专利权)人：中科亿海微电子科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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