 |
Детектирование биений с пилообразным
|
|
|
|
Сигналом обратной связи
Альтернативный подход к простому пилообразному сигналу обратной связи (см. раздел 8.2.2) был предложен в [19], где использовались дополнительные устройства связи, чтобы наложить интерферометр Маха-Цендера, на интерферометр Саньяка. Пилообразный сигнал используется для обнуления разности фаз, генерируемой в гироскопе на разнице биений в интерферометре Маха-Цендера, и подсчет биений дает дополнительные приращения скорости вращения.
| Рисунок 10.5. Принципиальная "псевдогетеродинная" схема |
| Пропускание |
| Повышение частоты |
| Понижение частоты |
| Пропускание |
Если возможно генерировать бесконечные пилообразные сигналы, этот подход интересен, потому что биения дают прямую калибровку склона пилообразного сигнала. Тем не менее, пилообразный сигнал модуляции может быть сброшен из-за ограниченного диапазона напряжения, и это требует применения 2π-сброса, как и в случае простой геродинной схемы. Таким образом, этот подход не имеет реальных преимуществ, особенно потому, что он требует гораздо более сложной цепи интегральной оптики (Рисунок 10.6) [20].
Двойной пилообразный сигнал обратной связи
Методы пилообразного сигнала обратной связи требуют использования интегральной оптики для получения высокой пропускной способности модулятора с необходимым сбросом. Тем не менее, в работе [21] был предложен альтернативный двойной пилообразный сигнал обратной связи, использующий треугольную форму волны вместо пилообразной. Этот подход, который не имеет быстрого сброса, совместим с многоволоконным пьезоэлектрическим модулятором.
| Катушка |
| Пульсация |
| Катушка |
| Устройства связи |
| Фазовый пилообразный сигнал |
| Рисунок 10.6. Схема интегральной оптики для выпрямления пульсаций |
|
|
|
В состоянии покоя положительный наклон треугольной формы волны 
индуцирует π рад разности фаз 
, тогда как негативный наклон индуцирует разность фаз –π рад (Рисунок 10.7(a)). При вращении петля обратной связи держит систему, заблокировав на ±π, и эти разности дают продолжительность положительных и отрицательных склонов (рис 10.7(b)), которая пропорциональна скорости вращения. Этот метод двойного пилообразного сигнала может также осуществляться в цифровой форме.
Такой подход требует большей амплитуды фазовой модуляции, чем метод "обычного" фазового сигнала, но имеет определенный интерес, особенно с учетом того, что он совместим с многоволоконной конфигурацией волоконного гироскопа.
Расширенный динамический диапазон
С мультипликативными источниками длин волн
Большинство волоконных гироскопов работают в определенном динамическом диапазоне ±Ωπ, который соотносится с разностью фаз Саньяка ±π рад (см. раздел 2.3.1). Тем не менее, можно работать с несколькими полосами интерференции, даже с источником широкополосной связи, поскольку сохраняется контраст по длине когеренции, который соответствует нескольким длинам волн; но есть неопределенности. Для приложений, когда гироскоп вращается, находясь в пределах определенности, можно рассчитывать полосы интерференции, которые передаются и держатся свыше допустимого динамического диапазона измерений.
| ΔΦPR |
| Рисунок 10.7. Двойной пилообразный сигнал фазы: (а) в покое; (b) при вращении |
| (a) |
| разность |
| Обратная связь |
| (b) |
Теперь если используются несколько длин волн, фазовые измерения зависит от длины волны, и можно узнать порядок полосы интерференции, что увеличивает определенный динамический диапазон [22].
|
|
|
Ссылки
[I] Udd, е. и р. ф. Кахилл. "Компактный волоконно-оптический гироскоп" Springer серии в оптический наук, том 32 1982 г., стр. 189-194 (SP1E MS8, стр. 189-194).
[2] Хотате. K.. н. Okuma, м. Higashiguchi и н. Нива, "Обнаружение вращения оптического гетеродинного волоконного гироскопа с выходной частотой". Оптика письма, Vol. 7. 1982 г. стр. 331-333 (SPIE MS8.
[3] J £ ksonDA. Кирза д. а. и. а. C. Левин, "Волоконный гироскоп с пассивным квадратурным обнаружением". Электроника письма, Vol. 20, 1984, pp. 399-401 (SPIE MS8. 417-418).
[4] Sheem, S. K., "Волоконно оптический гироскоп с устройством связи [3 x 3]" Прикладная физика письма, том 37, 1980, pp. 869-871 (SPIE MS8, pp. 167-169).
[5] Ожогы W категориям К R P Меоллер и С а. Villaruel, «Наблюдение уровня шума в пассивном волоконном гироскопе» Электроника письма, Vol. 18. 1982, pp. 648-650 (SPIE MS8, 167-169).
[6] Poisel. П. и. г. ф. Trammer. «Недорогой волоконно-оптический гироскоп» SPIE труды, том 1169, 1989, pp. 361-372.
[7] Бом категориям К P куница, е. Weidel и K. Petermann, "Прямое обнаружение скорости вращения в волоконно-оптическом гироскопе с помощью цифровых данных" Электроника письма, Vol. 19, 1983, pp. 997-999 (SPIE MS8 pp. 378-379).
[8] Фриго, н. д.,"Постоянная точность, широкий динамический диапазон волоконно-оптического гироскопа, SPIE Pro ceedings том 719, 1986. pp. 155-159 (SPIE MS8, pp. 437-441).
[9] Ким, ю. б., х. С Лефевр. Р. а. Берг и H. J. шоу, "Подход гармоники обратной связи к стабилизации коэффициента масштабирования волоконного гироскопа ". Труды ФУСШ 1/83. ИЭЭ, Лондон, Vol. 221, 1983, pp. 136-137 (SPIE MS8, pp. 429-431).
[10] Ким В Y H С Лефевр, р. а. Берг и н. д. шоу, "Отклики волоконного гироскопа на сигналы, внесенные второй гармоникой смещения частоты модуляции" SPIE Proceed.ngs, том 425 1983, pp. 86-89 (SPIE MS8, pp. 380-383).
[11] Ким BY и H J шоу, "Применение пропускания фазовой модуляции обратной связи в волоконно-оптическом гироскопе" ' оптики письма. Том 9, 1984, pp. 263-265 (SPIE MS8, pp. 387-389).
[12] Ким по andH J шоу, "Применение фазовой модуляции в волоконно- оптическом гироскопе с линейным коэффициентом масштабирования". Оптика письма. Том 9..984. pp. 375-377 (SP.E MS8, ПП f?»»*);
[13] Страница, л. я.. "Мультиплексированный подход для волоконно-оптического гироскопа в инерциальной системе измерения, SPIE труды, том 1367. 1990, pp. 93-102.
[14] Culshaw В и я п. Гайлс. "Частота гетеродинной модуляции оптического волоконного интерферометра Саньяка "Журнал Квантовая электроника. Том QE-18, 1982. pp. 690-693 (SPIE MS8, pp. 410-413).
|
|
|
[15] Оцука, ю., "Схемы оптического гетеродинного обнаружения для волоконно-оптического гироскопа, SPIfc про ceedings. Vol. 954. 1988, pp. 617-624 (SPIE MS8, pp. 421-428).
[16] Eberhard, д. и е. Вогезов, письма оптики "Волоконный гироскоп с фазовым модулятором и детектированием одной боковой полосой". Том 9, 1984, pp. 22-24 (SPIE MS8, pp. 384-386).
[17] Кирза A D, а. C. Левин и д. а. Джексон, "Псевдогетеродинная схема обнаружения для оптоволоконного гироскопа" электронные письма, том 20. 1984, pp. 368-370 (SPIE MS8. pp. 419-420).
[18] Ким, Y... и н. я. шоу, "Фазовая регистрация в многоволоконном оптическо гироскопе" оптика письма. Том 9, 1984, pp. 378-380 (SPIE MS8, pp. 390-392).
[19] Goss, в. C, "Развитие волоконно-оптического гироскопа в лаборатории реактивного движения, выдерживают "SPIE продолжить. Vol. 719, 1986, pp. 113-121..
[20] Minford З J ф. т. камень,». R Yoimians. и р. K. Bartman. «Применение в волоконно-оптическом гироскопе просветляющих компонент LiNbO3 интегральной оптической цепи». SPIE материалы. Vol. 1169. 1989, pp. 304-322
[21] Берг, р. а., «Двойной пилообразный сигнал схемы закрытой петли волоконно-оптического гироскопа» SPIE материалы. Vol. 1169.
[22] Ке ^ Dandrige D.V A4. и в. K. Бернс. "Две длины волны волоконного гироскопа с широким динамическим диапазоном" l-lcc.mnics Ic.tcrs. Vol. 22. Ntf. стр. М5 4Й7 (SPIE MSK. pp. 442-443).
Глава 11
|
|
|
