[发明专利]一种基于反熔丝FPGA的光纤陀螺主控板晶振选取方法

摘要

本发明一种基于反熔丝FPGA的光纤陀螺主控板晶振选取方法，1)使用以带有DDS模块的FPGA为控制芯片的光纤陀螺控制板，由FPGA控制DDS模块产生初始调制频率A。2)观察光电探测器输出电压信号波形，是否为很尖锐的梳状周期信号。3)如果不是，由FPGA控制DDS产生在调制频率A附近的调制频率B，重复上述步骤，直到尖峰宽度达到十几ns量级为止，认为等同于陀螺的本征频率。4)将陀螺本征频率放大2j的整数倍，即可作为选用晶振的频率。该方法可以实现对光纤陀螺本征频率的精确测量，解决了本征频率设计不精确导致陀螺零偏变大的问题，为基于反熔丝技术的FPGA光纤陀螺主控板的晶振选择提供参考依据。

主权项

一种基于反熔丝FPGA的光纤陀螺主控板晶振选取方法，其方法步骤如下：1)选取Xilinx公司的VetexII系列FPGA芯片作为陀螺主控芯片的工艺板，并将工艺板连接光纤环，使用FPGA芯片内的DDS直接数字合成模块对输入晶振时钟f_clk进行分频；由FPGA控制DDS直接数字合成模块产生初始调制频率信号f_fb＝c/2nL，其中，c为真空中的光速，n为光纤纤芯的折射率，L为光纤环长；2)将获得的调制频率信号经过D/A转换以及后置放大器放大后，加载在Y波导上进行相位调制；光纤陀螺内的光源发出的光经过耦合器分光、Y波导相位调制、光纤环干涉后，光功率信息返回到探测器；3)光电探测器接收到步骤2)产生的干涉后的光功率信息，将其转换为电流信号，再经过跨阻放大、滤波处理后输出电压信号至前置放大器；4)观察光电探测器输出的电压信号，信号波形为周期τ＝nL/c的周期性脉冲信号；判断若光电探测器的输出电压信号的脉冲宽度小于等于0.003τ，则判定由步骤1)产生的初始调制频率f_fb与理论的陀螺本征频率相等，并将此时初始调制频率f_fb作为实际的陀螺本征频率；若光电探测器的输出电压信号的脉冲宽度大于0.003τ，判定由步骤1)产生的调制频率f_fb与实际的陀螺本征频率不相等，则由FPGA控制DDS直接数字合成模块产生新的调制频率f_fd，并重复步骤2)～步骤4)，直到光电探测器的输出电压信号的脉冲宽度小于0.003τ为止，并将此时的调制频率f_fd作为实际的陀螺本征频率；所述的调制频率f_fd是在初始调制频率f_fb上以步长k步进产生，k为正整数；5)将步骤4)获得的实际陀螺本征频率放大2j的整数倍后，作为选取的晶振频率，其中所述的j为大于等于8的正整数，且晶振的上限频率为40兆赫兹。