一種干涉式閉環(huán)光纖陀螺電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種光纖巧螺電路，特別是適用于干設(shè)式閉環(huán)光纖巧螺儀的光纖 巧螺電路，屬于儀器設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 光纖巧螺作為測量角速度、角位移的器件，是慣導(dǎo)系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵部件， 被廣泛應(yīng)用于宇宙飛行器、飛機(jī)、導(dǎo)彈、艦船、裝甲車、汽車等導(dǎo)航系統(tǒng)中。當(dāng)前光纖巧螺 主要采用S種方案：干設(shè)式光纖巧螺（I-F0G)，諧振式光纖巧螺（R-F0G)，再入式光纖巧螺 (RE-F0G)。相對較成熟的技術(shù)方案是基于Sagnac效應(yīng)的干設(shè)式光纖巧螺。
[0003] 并且，近年來光纖巧螺技術(shù)在系統(tǒng)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、新器件的應(yīng)用、數(shù)字信號處理 技術(shù)等方面都取得了很大的進(jìn)步，展現(xiàn)了其固有的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)為W下=方面：1)偏振 態(tài)控制的技術(shù)，具體方法是在光路中加偏振器和用保偏光纖繞光纖環(huán)，W此來解決光波在 傳輸過程中偏振態(tài)波動引起的輸出光強(qiáng)波動。（2)新器件的應(yīng)用，由于集成光學(xué)技術(shù)的發(fā) 展，高性能的集成光學(xué)器件被應(yīng)用于光纖巧螺中。（3)閉環(huán)技術(shù)。閉環(huán)技術(shù)的應(yīng)用，可W提 高標(biāo)度因子的穩(wěn)定度和線性度，克服開環(huán)光纖巧螺的動態(tài)范圍有限、線性度差、光強(qiáng)變化和 電增益變化帶來誤差的問題。
[0004] 綜上，干設(shè)式閉環(huán)光纖巧螺儀是現(xiàn)有技術(shù)中較為前沿的一個研究領(lǐng)域，設(shè)計(jì)性能 良好的干設(shè)式閉環(huán)光纖巧螺儀的電路部分顯得尤其關(guān)鍵。
[0005] 閉環(huán)光纖巧螺由光路和電路兩大部分組成。光路部分的主要功能是把光纖巧螺的 輸入角速率Q轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫w敏感線圈內(nèi)光波的相位差，并通過干設(shè)，轉(zhuǎn)變?yōu)樘綔y器輸出電 流的變化。電路部分又可分為W下=個部分：信號檢測轉(zhuǎn)換部分、時序控制及階梯波反饋部 分和信號處理部分。
[0006] 信號檢測轉(zhuǎn)換部分主要完成對探測器輸出電流信號隔直、濾波、放大，并通過A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，為進(jìn)行進(jìn)一步的反饋誤差信號處理提供巧螺誤差信號。而其中A/D 轉(zhuǎn)換電路是一個非常重要的環(huán)節(jié)，對光纖巧螺輸出信號的精度影響很大。
[0007] 在數(shù)字閉環(huán)光纖巧螺的方案中，由于絕大多數(shù)的信號處理都實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，基本 消除了電路噪聲的影響，因此運(yùn)時干設(shè)信號的光電轉(zhuǎn)換前置放大噪聲和A/D、D/A轉(zhuǎn)換的量 化誤差成為電路噪聲的主要來源，而量化誤差的大小主要取決于AD和DA轉(zhuǎn)換器的位數(shù)的 多少，從而影響到光纖巧螺精度。因此如何選擇A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，成為數(shù)字閉環(huán)光 纖巧螺信號處理的一個重要問題，而現(xiàn)有技術(shù)中閉環(huán)光纖巧螺電路設(shè)計(jì)過程中，往往存在 簡單的根據(jù)光纖巧螺的測量范圍進(jìn)行理論計(jì)算從而選擇位數(shù)較高的AD轉(zhuǎn)換器件，而位數(shù) 高（精度高）的AD轉(zhuǎn)換電路的低位信號極易受到電路噪聲的影響，很難達(dá)到較為理想的采 樣效果，AD轉(zhuǎn)換電路的選擇也直接關(guān)系到與AD轉(zhuǎn)換電路緊密相關(guān)的巧螺信號放大電路的 設(shè)計(jì)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008] 針對上述問題和不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：怎樣提供一種信號檢 測轉(zhuǎn)換部分引入噪聲小，有利于提高光纖巧螺輸出信號的精度的干設(shè)式閉環(huán)光纖巧螺電 路。
[0009] 為了解決上述問題，本實(shí)用新型采用了W下的技術(shù)方案。
[0010] -種干設(shè)式閉環(huán)光纖巧螺電路，包括光電轉(zhuǎn)換放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、FPGA信號 處理電路、DA轉(zhuǎn)換電路、光源驅(qū)動和溫控電路；
[0011] 所述AD轉(zhuǎn)換電路的模擬信號輸入端為差分信號輸入端，AD轉(zhuǎn)換電路的位數(shù)為12 位；
[0012] 光電轉(zhuǎn)換放大電路的輸入端與光纖巧螺光路的巧螺信號輸出端相連接，光電轉(zhuǎn)換 放大電路的輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連接;AD轉(zhuǎn)換電路的輸出端與FPGA信號處理 電路的輸入端相連接，F(xiàn)PGA信號處理電路的反饋調(diào)制信號輸出端與DA轉(zhuǎn)換電路的輸入端 相連接，DA轉(zhuǎn)換電路的輸出端與相位調(diào)制器驅(qū)動電路的輸入端相連接，相位調(diào)制器驅(qū)動電 路的輸出端與光纖巧螺光路的妮酸裡相位調(diào)制器調(diào)制信號接收端相連接；
[0013] 所述光電轉(zhuǎn)換放大電路主要由跨阻放大器，反相放大器和單端輸入轉(zhuǎn)差分輸出模 塊組成，所述跨阻放大器輸入端為所述光電轉(zhuǎn)換放大電路的輸入端，跨阻放大器的輸出端 與單端輸入轉(zhuǎn)差分輸出模塊的輸入端相連接，單端輸入轉(zhuǎn)差分輸出模塊的輸出端為光電轉(zhuǎn) 換放大電路的輸出端。
[0014] 進(jìn)一步的，為了降低電路噪聲，AD轉(zhuǎn)換電路主要由AD9225集成忍片構(gòu)成。
[0015] 相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0016] 本實(shí)用新型采用跨阻放大器對光路輸出的小信號進(jìn)行低噪聲放大后再選用位數(shù) 較低，精度較低的12位AD轉(zhuǎn)換忍片實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換電路，運(yùn)樣就可W保證AD轉(zhuǎn)換電路能夠準(zhǔn) 確的采得小信號的全部信息，消除AD轉(zhuǎn)換的量化誤差對電路噪聲的影響，與現(xiàn)有技術(shù)中， 根據(jù)光纖巧螺的測量范圍進(jìn)行理論計(jì)算從而選擇位數(shù)較高的AD轉(zhuǎn)換器件，而位數(shù)高（精度 高）的AD轉(zhuǎn)換電路的低位信號極易受到電路噪聲的影響，很難達(dá)到較為理想的采樣效果的 狀況相比，本實(shí)用新型具有能保證AD轉(zhuǎn)換電路準(zhǔn)確的采得小信號的全部信息，消除量化誤 差的影響，提高光纖巧螺輸出信號精度的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0019] 閉環(huán)光纖巧螺由光路和電路兩大部分組成。光路部分的主要功能是把光纖巧螺的 輸入角速率Q轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫w敏感線圈內(nèi)光波的相位差，并通過干設(shè)，轉(zhuǎn)變?yōu)樘綔y器輸出電流 的變化。電路部分又可分為W下=個部分：信號檢測轉(zhuǎn)換部分、時序控制及階梯波反饋部分 和信號處理部分。
[0020] 具體的，如圖1所示，本實(shí)用新型干設(shè)式閉環(huán)光纖巧螺的電路按功能可分為W下 電路模塊：光電轉(zhuǎn)換放大電路、AD轉(zhuǎn)換電路、FPGA信號處理電路、DA轉(zhuǎn)換電路、光源驅(qū)動與 溫控電路等。
[0021] 各個電路模塊之間的電路連接關(guān)系如下：光電轉(zhuǎn)換放大電路的輸入端與光纖巧螺 光路的巧螺信號輸出端相連接，光電轉(zhuǎn)換放大電路的輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路