[发明专利]一种基于DSP和FPGA的激光陀螺稳频控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于DSP和FPGA的激光陀螺稳频控制系统，包括激光陀螺本体以及设置在激光陀螺本体上的压电陶瓷、环形谐振腔，其特征在于，还包括光强检测装置、SBS检测装置、光强滤波电路、A/D转换器、D/A转换器、高压放大电路和微处理器，所述微处理器包括DSP主处理器和FPGA协处理器；

所述光强检测装置用于采集激光陀螺光强信号，激光陀螺光强信号包括直流光强信号和交流光强信号，所述SBS检测装置用于采集背向散射信号，所述光强检测装置与所述光强滤波电路连接，所述光强滤波电路和SBS检测装置的输出端与所述A/D转换器的输入端电连接，所述A/D转换器的输出端与所述FPGA协处理器的数据输入端口连接，所述FPGA协处理器的I/O口与所述DSP主处理器的XINTF扩展接口相连通，所述DSP主处理器通过串口通信模块与上位机连接；所述FPGA协处理器的数据输出端口与所述D/A转换器输入端电连接，所述D/A转换器输出通过所述高压放大电路与所述压电陶瓷电连接，所述压电陶瓷粘接在所述环形谐振腔内，控制激光陀螺的腔长，腔长变化引起激光陀螺光强信号的变化，所述光强检测装置将光强信号检测出来，整个系统形成一个闭环系统。

2.根据权利要求1的基于DSP和FPGA的激光陀螺稳频控制系统，其特征在于，所述FPGA协处理器包括A/D逻辑控制模块、D/A逻辑控制模块。

3.根据权利要求1的基于DSP和FPGA的激光陀螺稳频控制系统，其特征在于，所述SBS检测装置包括背向散射信号提取电路，所述背向散射信号提取电路包括隔直电路、带通滤波电路、有效值提取电路，所述隔直电路用于滤除直流光强信号中的直流部分，所述带通滤波电路负责滤除小抖动信号和部分低频噪声，所述有效值提取电路用于对激光陀螺直流光强上叠加的5K～20kHz交流信号的峰值进行提取。

4.根据权利要求1的基于DSP和FPGA的激光陀螺稳频控制系统，其特征在于，所述DSP主处理器选用浮点DSP芯片TMS320F28335；所述FPGA协处理器选用型号为EP4CE22F17C6N芯片；所述A/D转换器选用AD7656芯片；所述D/A转换器选用AD5668芯片。

5.一种基于DSP和FPGA的激光陀螺稳频控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-4任一的基于DSP和FPGA的激光陀螺稳频控制系统，包括以下步骤：

S1，使两压电陶瓷电压以设定步长Vstep同幅反相变化，直至推拉幅度达到预设值；

S2，比较每个步长点位置的背向散射信号大小，记录背向散射信号最小值Scatmin以及对应的压电陶瓷电压值；

S3，微处理器输出的背向散射控制信号Vs初始值为0，以3s为一个变化周期，以设定步长Vstep进行变化；

S4，每变化一次，记录背向散射信号实时值，并与之前记录的背向散射信号最小值比较；

S5，如背向散射信号实时值小于背向散射信号最小值，则更新背向散射信号最小值，背向散射控制信号Vs继续以设定步长Vstep沿原方向变化，重复步骤S3-S4；

S6，如背向散射信号实时值大于或等于背向散射信号最小值，则先恢复到本次变化之前的Vs值，然后再沿反方向以设定步长Vstep进行变化，并重复步骤S4。