[实用新型]一种提高光纤陀螺比例因子稳定性的多态调制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及干涉型闭环光纤陀螺的的调制解调及光功率控制，即一种提高光纤陀螺比例因子稳定性的多态调制电路。

背景技术

随着中高精度闭环光纤陀螺的发展，不同的应用领域对陀螺性能的需求不断提高，中高精度光纤陀螺普遍采用基于Y波导的数字闭环处理方案，Y波导半波电压的变化及电子部件各参数的温度漂移，引起相位调制通道增益的变化，从而影响2π复位精度，带来陀螺比例因子的变化。通常闭环光纤陀螺采用±π/2的两态调制，增益控制是通过数字阶梯波2π复位时刻的复位误差来判断通道增益是否发生变化，通道增益发生变化，陀螺干涉输出出现跳变，通过第二回路控制DA基准或放大器增益，抵消这种误差带来的影响，保证比例因子的稳定。但±π/2的两态调制，陀螺在低转速情况下因复位次数少不能实时提取误差量，高转速情况复位误差含较大的陀螺信息而无效，因而不能实时抵消2π复位误差带来的影响，带来陀螺比例因子的变化。

光源光功率随环境温度变化而变化，光纤陀螺比例因子的稳定性直接与光纤光源的谱稳定性相关，平均波长定义为整个光谱上所有波长功率加权平均，温度变化必然带来平均波长的变化，一定程度上影响比例因子的稳定。实际上，闭环控制会存在误差，输出反馈相移也会包含光功率信息，因此，光功率变化也会带来陀螺比例因子的变化。传统的光功率控制首先需要增加电路硬件，带来系统复杂性的增加。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种提高光纤陀螺比例因子稳定性的多态调制电路，解决两态调制下增益控制缺陷，同时不增加硬件资源的情况下实现光功率的稳定，提高陀螺比例因子的稳定性。

本实用新型采取的技术方案为，

一种提高光纤陀螺比例因子稳定性的多态调制电路，包括：

光源1、耦合器2、Y波导3、光纤环4、探测器5、信号处理单元6；

光源1与耦合器2连接，向耦合器2发射光束；

耦合器2分别与Y波导3和探测器5连接，耦合器2将来自光源1的光束分为两束光，一束光进入Y波导3，耦合器2还接收Y波导3返回的干涉光，将所述干涉光传输给探测器5；

Y波导3与光纤环4连接，将来自耦合器2的一束光分为两束光，两束光沿相反方向传入光纤环4，并接收光纤环4返回的光，在Y波导3形成干涉，干涉光经Y波导3返回给耦合器2；

光纤环4将来自Y波导3的两束方向相反的光传输一周后返回Y波导3；

探测器5与信号处理单元6连接，接收来自耦合器2的干涉光，经过光电转换为电信号，将所述电信号进入信号处理单元6；

信号处理单元6分别与光源1和Y波导3连接，信号处理单元6根据所述电信号进行误差解算得到误差值，向Y波导3及光源1输出反向补偿信号进行误差补偿。

本实用新型具有的优点和有益效果：按设定的周期跟踪环路增益变化，通过闭环控制补偿增益变化，避免了传统调制无法实时提取增益误差的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型一种提高光纤陀螺比例因子稳定性的多态调制电路的结构框图；

其中，1：光源，2：耦合器，3：Y波导，4：光纤环，5：PIN/FET，6：信号处理单元；

图2为本实用新型信号处理单元的电路原理框图；

其中61：前放，62：A/D，63：逻辑器件，64：D/A，65：处理器，66：电流源，67：放大器；

图3为Y波导上多态调制电压图；

图4为陀螺五种调制态相位图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

本实用新型提供的一种提高光纤陀螺比例因子稳定性的多态调制电路，如图1所示，包括：

光源1、耦合器2、Y波导3、光纤环4、探测器5、信号处理单元6；

光源1与耦合器2连接，向耦合器2发射光束；

耦合器2分别与Y波导3和探测器5连接，耦合器2将来自光源1的光束分为两束光，一束光进入Y波导3，耦合器2还接收Y波导3返回的干涉光，将所述干涉光传输给探测器5；

Y波导3与光纤环4连接，将来自耦合器2的一束光分为两束光，两束光沿相反方向传入光纤环4，并接收光纤环4返回的光，在Y波导3形成干涉，干涉光经Y波导3返回给耦合器2；

光纤环4将来自Y波导3的两束方向相反的光传输一周后返回Y波导3；

探测器5与信号处理单元6连接，接收来自耦合器2的干涉光，经过光电转换为电信号，将所述电信号进入信号处理单元6；