[发明专利]一种光纤陀螺中防止Y波导偏置串扰的调制解调方法

说明书

本发明公开一种光纤陀螺中防止Y波导偏置串扰的调制解调方法，包括以下步骤；使用的光纤陀螺包括调制装置、解调装置和光电探测器；建立序列发生器，使得序列发生器能够在光纤陀螺中向调制装置和解调装置输入伪随机序列；所述序列发生器向调制装置和解调装置输入伪随机序列的具体方法为：(1)定义相关性函数：(2)采用数字通信中常用的伪随机序列，在序列发生器的FPGA电路中，控制伪随机序列调制解调的响应；（3）进行MATLAB仿真，设置光电探测器的串扰强度比值大于0，获得的结果为平滑无节点的曲线则代表没有出现偏置误差。本发明通过针对性控制的伪随机序列调制解调的偏置方式，有效解决偏置误差的问题。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，更具体地，涉及一种光纤陀螺中防止Y波导偏置串扰的调制解调方法。

背景技术

由数字闭环陀螺原理可知，陀螺测量系统在输入转速较低的情况下，测量输出会出现比较明显的偏置误差，在接近零输入时甚至会出现测量死区现象。研究表明，通过增加系统噪声的办法可以减小偏置畸变区和测量死区的宽度，所以有人提出通过人为添加周期偏置转速的办法，去消除低转速区的测量死区。然而当实际转速和人为添加的转速大小相等、极性相反时，还是会存在测量畸变甚至出现死区的情况。因此人为添加已知偏置转速的做法并不能根本上解决问题。

在数字闭环光纤陀螺的角速率调制解调中，由于传统方波调制会在低转速测量时产生偏置误差，这是因为方波调制时Y波导前的驱动电路输出会通过电路板对前端的光电调制器造成串扰，典型的3种现象就是：1、如果输入较小，接近零，则光纤陀螺的输出会显示为零，也就是测量死区；2、当低转速时，从正、负转速两个畸变方向都趋于零，但两个方向的畸变程度不一样；3、低转速时测量输出有明显的偏置误差，且转速越低，误差就越明显。针对上述问题，本发明设计了一种新的调制方法，通过在陀螺传统的调制解调的链路上，并行加入一个有针对性控制的伪随机序列，通过针对性控制的伪随机序列调制解调的偏置方式，对传统调制方式和新方法分别进行MATLAB软件仿真，可得出运用针对性控制的伪随机调制方法可以有效消除驱动电路输出信号串扰所造成的测试偏置误差，有效解决偏置误差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光纤陀螺中防止Y波导偏置串扰的调制解调方法，通过针对性控制的伪随机序列调制解调的偏置方式，有效解决偏置误差的问题。

为达到上述目的，提供了一种光纤陀螺中防止Y波导偏置串扰的调制解调方法，包括以下步骤；

使用的光纤陀螺包括调制装置、解调装置和光电探测器；建立序列发生器，使得序列发生器能够在光纤陀螺中向调制装置和解调装置输入伪随机序列；

所述序列发生器向调制装置和解调装置输入伪随机序列的具体方法为：

(1)定义相关性函数R_rq(m)：

其中，r(n)和q(n)为两个随机序列，m∈Z，当r(n)＝q(n)时，则有

由于真随机序列均值为零，且具备连续独立采样的特点，即r(n)的自相关函数可记为：

其中，为高斯噪声；

(2)采用数字通信中常用的伪随机序列，在序列发生器的FPGA电路中，控制伪随机序列调制解调的响应V如下所示：

其中，当干涉相位差为π/2时，光电探测器的输出值为V_π，φ_f为反馈相位差，φ_s为输入相位差，r(n)是伪随机序列；