[发明专利]一种超小型三轴光纤陀调制解调装置

说明书

本发明涉及一种超小型三轴光纤陀调制解调装置，其主要技术特点是：包括FPGA模块、柔性线路连接板、三路滤波放大电路及其模数转换电路、三路数模转换电路及其滤波放大电路及RS422模块；所述柔性线路连接板与探测器前放板相连接，FPGA模块分别与三路滤波放大电路及其模数转换电路、三路数模转换电路及其滤波放大电路相连接；FPGA模块内设置有锁相环、三路解调模块及其回路补偿模块和上位机通信模块，所述锁相环与外部晶振相连接，该上位机通信模块与RS422模块相连接。本发明设计合理，减少了线路板上对于外部晶振布局的面积，降低了陀螺全温重复性带来的不利影响，节约了成本，提高了三轴光纤陀螺小型化设计的灵活性。

技术领域

本发明属于光纤陀螺仪技术领域，尤其是一种超小型三轴光纤陀调制解调装置。

背景技术

惯性导航系统具有完全自主性、强抗干扰性、高度隐蔽性等特点，是海、陆、空、天、潜等领域中的关键定位导航设备。低成本小型化光纤陀螺在国内、外已经大批量应，其中三轴光纤陀螺仪由于其小型化低功耗的特点，在同等精度条件下比单轴光纤陀螺仪组成的惯性导航产品具有更小的体积和更轻的重量，备受用户青睐。

在中低精度应用领域，对三轴光纤陀螺仪的体积有了更高的要求。比如光纤环圈尺寸从原来的Φ120、Φ98已经逐步减小到Φ75甚至Φ60大小。光纤环圈及Y波导等光学器件的光纤曲率半径可以做到很小，因此，更小尺寸的光纤线圈并不是制约三轴光纤陀螺仪尺寸进一步降低的关键因素。

对于Φ60大小的光纤线圈，其调制解调线路的尺寸也往往不会超过70mm×70mm，更小型的三轴一体调制解调线路设计便成了亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、体积小且成本低的超小型三轴光纤陀调制解调装置。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种超小型三轴光纤陀调制解调装置，包括FPGA模块、柔性线路连接板、三路滤波放大电路及其模数转换电路、三路数模转换电路及其滤波放大电路及RS422模块；所述柔性线路连接板与探测器前放板相连接将探测器前放板的输出信号分别连接三路滤波放大电路，然后经模数转换后输入到FPGA中，FPGA模块处理后经三路数模转换电路及滤波放大电路输出三路调制信号，并分别施加到Y波导电极形成闭环反馈；FPGA模块内设置有锁相环、三路解调模块及其回路补偿模块和上位机通信模块，所述锁相环与外部晶振相连接实现3种不同频率的分频功能并为三个光纤环圈输出所需解调频率，该上位机通信模块与RS422模块相连接并将解调输出的转速信号以固定的收发协议传送到上位机。

所述锁相环通过全局时钟接口与外部晶振相连接。

所述探测器前放板包括三个6针探测器及与其相连接的三个探测器前端放大电路，三个6针探测器分别对三个耦合器进行探测并经探测器前端放大电路进行信号放大，得到三个探测器前放板输出的信号。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明将一个外部晶振连接到FPGA内部的PLL(DLL)锁相环上，实现3种不同频率的分频并分别进行调制解调运算，可减少了线路板上对于外部晶振布局的面积；并通过不同频率的解调信号降低绕环过程中对于环圈长度一致性的要求，提高绕环成活率，降低了由于调制频率误差造成的尖峰脉冲不对称性，减小陀螺全温重复性带来的不利影响。

2、本发明采用FPGA作为核心控制模块，FPGA对每一路信号分别进行解调运算，并将运算结果分别输出，大大节约了线路板面积，减少了芯片的重复使用，降低了成本，提高了三轴光纤陀螺小型化设计的灵活性。

3、本发明通过柔性线路连接板与探测器前放板相连接，通过优化布局布线，减少信号之间的串扰，提高了线路板对微弱信号的处理能力。

附图说明

图1是三轴小型光纤陀螺仪整体结构图；