高精度光纖陀螺的精度主要由光纖陀螺檢測噪聲決定,一般可用角隨機游走系數(shù)來表征,光纖陀螺的角隨機游走主要由光路干涉信號的信噪比和信號處理引入的噪聲決定。提出了基于高靈敏超導探測器的脈沖光高精度光纖陀螺技術方案和精度提升方法,實現(xiàn)了陀螺光信號的高靈敏檢測,顯著降低了光纖陀螺的熱噪聲,降低了相對強度噪聲,并避免了連續(xù)光因調制切換引入的尖峰脈沖誤差的影響,有效提升了光纖陀螺的精度水平。通過仿真分析,可將光纖陀螺的隨機游走系數(shù)檢測極限從3.53×10^-5(°)/h^1/2降低至1.6×10^-5(°)/h^1/2,減小了約54.7%。

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【部分圖文】：

圖1各噪聲在脈沖光高精度光纖陀螺框圖通道中的分布

總噪聲iN主要包括熱噪聲ither、散粒噪聲ishot、相對強度噪聲iRIN等光路噪聲,以及運放的輸入電流噪聲iIamp、運放的輸入電壓噪聲iVamp、A/D轉換的噪聲iAD、D/A轉換的噪聲iDA和量化噪聲iQ等電路噪聲。光纖陀螺電路中的各項噪聲比光纖陀螺光路噪聲小1～3個數(shù)量....

圖2不同相位偏置下光纖陀螺各噪聲對隨機游走系數(shù)的貢獻

表1高精度光纖陀螺典型設計的參數(shù)Table1Typicaldesignparametersofhigh-precisionFOG參數(shù)名稱符號量綱取值Boltzmann常數(shù)kBJ/K1.38×10-23電子電量eC1.6×10-19真空中的....

圖3探測器的“尖峰脈沖”信號輸出

“尖峰脈沖”的振鈴效應使得其后端信號產生阻尼振蕩,對光纖陀螺的采樣造成干擾。高低溫下由于光纖環(huán)光纖長度以及折射率的變化,“尖峰脈沖”的寬度會發(fā)生改變,使得“尖峰脈沖”對有用信號的影響也隨著溫度變化。離“尖峰脈沖”越近,這種影響越嚴重[5],如圖3所示。試驗結果分析[6],光纖陀螺....

圖4脈沖光高精度光纖陀螺信號處理電路結構示意圖

為了實現(xiàn)高精度光纖陀螺的脈沖光信號高靈敏檢測,本文提出了基于同步脈沖控制的陀螺全數(shù)字閉環(huán)處理方案,如圖4所示。由陀螺FPGA控制陀螺脈沖光調制、超導探測器的開啟與關閉、A/D采集、信號解調和調制等。

本文編號：3982359