[发明专利]一种光纤陀螺本征频率在线自动跟踪的方法

权利要求书

1.一种光纤陀螺本征频率在线自动跟踪的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、逻辑处理器产生A路数字量的调制信号，所述调制信号为两倍前期离线测量所得本征频率的锯齿波信号以及与前期离线测量所得本征频率同频的方波信号相叠加所形成，方波信号的每半周期的前1/3部分叠加锯齿波信号；

步骤二、所述A路调制信号经过数模转换器转换为两路差分的模拟调制电压信号，两路差分的模拟调制电压信号经过缓冲放大器放大后施加到集成光学相位调制器上，集成光学相位调制器利用模拟调制电压信号对Sagnac干涉仪上两路反向传播的光进行相位调制；

步骤三、相位调制后的两路反向传播的光经过Sagnac干涉仪产生干涉，干涉光信号经过光电探测器接收，转换成包含调制信号频率偏离本征频率的误差量的电压信号，然后由前置放大器放大，经模数转换器采集所述电压信号前τ/3的采样点后在逻辑处理器内进行解调，τ为光在光纤敏感环中的渡越时间，得到的解调结果D₁；所述的解调结果D₁包含调制信号频率偏离本征频率的误差量和陀螺旋转速率信息；经模数转换器采集所述电压信号后2τ/3的采样点后在逻辑处理器内解调，得到有关陀螺旋转速率的解调结果D₂，将解调结果D₁与解调结果D₂相减得到解调结果D_out，所述解调结果D_out为仅包含调制信号频率偏离本征频率的误差量；

步骤四、逻辑处理器产生与A路调制信号初始频率完全相同的B路调制信号，根据A路调制信号调制得到的解调结果D_out来调整B路调制信号的频率，调整完成后，利用全局分时复用器实现切换，经过多次调整后，B路调制信号频率调整到准确的本征频率处，将调整的调制信号频率和陀螺旋转速率传到计算机中进行显示，实现本征频率的在线跟踪；所述的调整是指调整施加的调制信号频率，使解调结果D_out为0，此时锯齿波的调制信号频率的大小为2倍的本征频率。

2.如权利要求1所述的一种光纤陀螺本征频率在线自动跟踪的方法，其特征在于，模数转换器采集包前τ/3的采样点后在逻辑处理器内进行解调，具体为对方波正半个周期前1/3部分内的信号进行累加，然后减去负半个周期前1/3部分累加的信号，从而得到在叠加锯齿波信号后的解调结果；

模数转换器采集后2τ/3的采样点后在逻辑处理器内进行解调，具体为对方波正半个周期内后2/3部分的信号进行累加，然后减去负半个周期内后2/3部分累加的信号，从而得到有关陀螺旋转速率的解调结果。

3.一种光纤陀螺本征频率在线自动追踪实现装置，其特征在于，包括光源、光纤耦合器、集成光学相位调制器、光纤敏感环、光电探测器、前置放大器、模数转换器、逻辑处理器、数模转换器、缓冲放大器和晶振；所述光纤耦合器为四端口器件，第一端口连接光源，第二端口连接集成光学相位调制器的第一输入端，第三端口连接光电探测器，第四端口悬空，所述的集成光学相位调制器的第一输入端连接光纤耦合器的第二端口，第一输出端和第二输出端分别连接光纤敏感环的两端。

所述光电探测器的输入端与所述的光纤耦合器的第三端口连接，光电探测器的输出端连接前置放大器的输入端，前置放大器的输出端连接模数转换器的输入端，模数转换器的输出端连接逻辑处理器的第一输入端，逻辑处理器的第二输入端连接晶振的输出端，逻辑处理器的输出端连接数模转换器的输入端，数模转换器的输出端连接缓冲放大器的输入端，缓冲放大器的输出端连接集成光学相位调制器的第二输入端。

4.如权利要求3所述的一种光纤陀螺本征频率在线自动追踪实现装置，其特征在于，所述逻辑处理器为集成光学相位调制器提供频率可调的方波信号和频率可调的锯齿波信号，晶振为逻辑处理器提供初始的时钟频率源信号。

5.如权利要求3所述的一种光纤陀螺本征频率在线自动追踪实现装置，其特征在于，所述逻辑处理器为数字信号处理器、可编程逻辑门阵列或专用集成芯片。