針對(duì)光纖敏感環(huán)本征頻率測(cè)試過(guò)程復(fù)雜且結(jié)果精度較低的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種基于MCU+FPGA的檢測(cè)系統(tǒng)。首先概述了系統(tǒng)構(gòu)成;然后詳細(xì)介紹了硬件設(shè)計(jì),包括光路設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì);接著論述了軟件設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法,包括時(shí)序控制、信號(hào)調(diào)制、信號(hào)解調(diào)和數(shù)據(jù)解析,給出了軟件流程圖。最后用該檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)光纖敏感環(huán)進(jìn)行測(cè)試,輸出精度為62 Hz,優(yōu)于已有測(cè)試方案,表明光纖敏感環(huán)本征頻率檢測(cè)儀硬件和軟件設(shè)計(jì)合理有效。 

【文章來(lái)源】：彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào). 2020,40(06)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【圖文】：

本征頻率檢測(cè)儀系統(tǒng)組成

電路的核心由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、數(shù)字邏輯電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、串口芯片、LCD及其驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成,其中ADC時(shí)鐘頻率不大于ADC芯片的最高頻率40 MHz,DAC轉(zhuǎn)換器的最高頻率不得高于10 MHz,框圖如圖2所示。將DAC后端的光電相位調(diào)制線封裝成鱷魚夾形式,便于和待測(cè)敏感環(huán)的Y波導(dǎo)調(diào)制線連接。當(dāng)光路和電路閉合后,干涉后的光信號(hào)經(jīng)過(guò)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào),該信號(hào)經(jīng)過(guò)放大后進(jìn)入ADC,并在數(shù)字邏輯電路內(nèi)由數(shù)字解調(diào)器調(diào)制、解調(diào),獲得閉環(huán)補(bǔ)償后的調(diào)制頻率和真實(shí)本征頻率的誤差信號(hào),該信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字積分后就可以得到真實(shí)本征頻率。

由于存在時(shí)延τ,加載在兩束相向傳播光波上產(chǎn)生的調(diào)制相位差為:ΔΦ(t)=Φm(t)-Φm(t-τ)。當(dāng)初始調(diào)制頻率和本征頻率不同時(shí)(T≠τ),則調(diào)制相位、調(diào)制相位差的時(shí)序關(guān)系如圖3、圖4所示。其中圖3為τ<T時(shí),各光相位的疊加及相位差的波形圖;圖4為τ>T時(shí),各光相位的疊加及相位差的波形圖。其中圖3(a)、圖3(b)、圖4(a)、圖4(b)為方波相位波形圖;圖3(c)、圖4(c)為疊加方波相位波形圖,圖3(d)、圖4(d)為疊加方波相位延τ波形圖,圖3(e)、圖4(e)為干涉點(diǎn)處相位差波形圖。圖4 τ<T時(shí)調(diào)制相位時(shí)序圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]光纖陀螺本征頻率高精度在線自動(dòng)跟蹤技術(shù)研究[J]. 代琪,宋凝芳,王夏霄,潘雄,熊瑞.  激光雜志. 2019(04)
[2]光纖陀螺本征頻率對(duì)準(zhǔn)誤差引起的零偏漂移抑制方法[J]. 石海洋,于海成,馮文帥,鄭曉娟.  導(dǎo)航與控制. 2018(05)
[3]1553B總線監(jiān)控器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 蔣國(guó)峰,白紅.  電子設(shè)計(jì)工程. 2011(17)
[4]基于2倍本征頻率調(diào)制的光纖陀螺本征頻率測(cè)量方法[J]. 王曦,高延濱,霍亮.  中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(04)
[5]基于不對(duì)稱方波調(diào)制的光纖陀螺本征頻率測(cè)試方法[J]. 宋凝芳,呂峰建,趙慧,金靖.  中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2007(04)



本文編號(hào)：3604209