[发明专利]一种适用于干涉式光纤陀螺的信号处理装置的同频干扰测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对信号干扰处理的测试方法，更特别地说，是指一种适用于干涉式光纤陀螺的信号处理装置的同频干扰测试方法。

背景技术

干涉式光纤陀螺是一种测量角速度的仪器，其硬件包括光源1、耦合器2、Y波导3、光纤环4、光电探测器5和信号处理装置6组成(请参见图1所示)。所述的信号处理装置6包括用于对光电探测器5输出的光功率信号f₁进行滤波放大的前放滤波电路61、A/D转换器62、中心处理器63、D/A转换器64和放大调理电路65组成(请参见图2所示)。其中心处理器63可以由DSP实现、也可以由FPGA实现、也可以由DSP+FPGA实现。干涉式光纤陀螺对角速度的测量是通过在光纤环4中传播的两束相向的光在光纤陀螺自身的转动中，引起的非互易相位差的大小来表征的。陀螺是敏感相对于惯性空间角运动的装置。它作为一种重要的惯性敏感器，用于测量运载体的姿态角和角速度，是构成惯性系统的核心器件。可以应用在飞行器导航、舰船导航和陆用导航中。

干涉式光纤陀螺环形干涉仪中，光波在Y波导3和耦合器2之间的两路光路的群传输时间之差倒数的二分之一称为光纤陀螺的本征频率(eigen frequency)。光纤陀螺最小互易性结构的光功率响应是一个隆起的余弦函数，为了获得较高的灵敏度，故给该信号施加一个偏置，使之工作在一个响应斜率不为零的点附近。而Y波导3中的寄生非线性或振幅调制可能会削弱偏置的质量。在Y波导3非线性的情况下，一种简单的解决方法是使光纤陀螺环工作在本征频率(或其奇次谐波)上，因此，光纤陀螺的信号处理装置6通常都是基于其本征频率来设计其控制时序的。

发明内容

本发明的目的是提出一种适用于干涉式光纤陀螺的信号处理装置的同频干扰测试方法，该同频干扰测试方法通过对光源驱动电路的光源驱动电压信号f₃进行干扰，干扰后的信号经光源、耦合器、Y波导、光纤环后，再经光电探测器转换输出光功率信号f₁，以Y波导的方波信号f₂作为信号参考输入，采用琐相放大原理对光功率信号f₁和Y波导的方波信号f₂解析获得噪声幅度信号f₄。实现了对干涉式光纤陀螺输出信息的优化。

本发明是一种适用于干涉式光纤陀螺的信号处理装置的同频干扰测试方法，同频干扰解析模块7对所述信号处理装置6内部信息的解析步骤有：

第一步：由中心处理器63产生用于驱动Y波导3的方波信号f₂；

第二步：由中心处理器63产生用于驱动光源驱动电路11的电压信号f₃；

第三步：光电探测器5输出的光功率信号f₁经前放滤波电路61、A/D转换器62后进入中心处理器63；

第四步：同频干扰解析模块7对接收的光功率信号f₁和方波信号f₂进行同频干扰解析处理，获得噪声幅度信号f₄；

第五步：同频干扰解析模块7对噪声幅度信号f₄进行分析以后，对电压信号f₃进行补偿，从而优化光纤陀螺输出信息。

所述同频干扰解析模块7主要包括有信号通道、参考通道、噪声检测通道；光电探测器5输出的光功率信号f₁，经过A放大器71、滤波器72、B放大器73得到被检测信号f_1-1；方波信号f₂经触发器74、相移器75、C放大器76相移放大后得到第一参考信号f_2-1；方波信号f₂经触发器74、E放大器80后得到的第二参考信号f_2-2；第一参考信号f_2-1和第二参考信号f_2-2分别与被检测信号f_1-1经乘法器77后得到第一交流信号V_M1和第二交流信号V_M2；第一交流信号V_M1经滤波后，滤除掉其中的交流信号而得到直流滤波信号V_M1+FILT，第二交流信号V_M2经滤波后，滤除掉其中的交流信号而得到移相后的直流滤波信号V_M2+FILT；将直流滤波信号V_M1+FILT和移相直流滤波信号V_M2+FILT进行求模优化获得噪声幅度信号f₄。