[发明专利]使用开环光纤陀螺仪信号处理电路进行信号解调的方法

权利要求书

1.一种使用开环光纤陀螺仪信号处理电路进行信号解调的方法，所述的开环光纤陀螺仪信号处理电路包括开环光纤陀螺仪、主电路、峰值检测电路(9)、调制深度控制电路(10)和单片机(12)，所述单片机与上位机连接；

所述开环光纤陀螺仪包括光源耦合器(2)、起偏器(3)、环耦合器(4)、光纤传感环(5)和光电探测器(7)；宽谱光源(1)的输出端口和光电探测器(7)的接收端口分别与光源耦合器(2)同一侧的两个端口光纤连接，光源耦合器(2)另一侧的一个端口与起偏器(3)的输入端口连接，起偏器(3)的输出端口与环耦合器(4)的一个输入端口连接，环耦合器(4)第一输出端口(4-1)和第二输出端口(4-2)分别与光纤传感环(5)连接；

所述主电路包括相位调制器(6)、增益控制电路(11)和单片高精度阻抗变换系统(8)；所述相位调制器(6)安装在光纤传感环(5)和环耦合器的第二输出端口(4-2)之间的光路上，相位调制器(6)通过增益控制电路(11)与单片高精度阻抗变换系统(8)连接，所述增益控制电路(11)由单片机(12)控制；所述的单片高精度阻抗变换系统(8)包括直接数字频率合成器(8-1)、温度传感器(8-5)和按照信号传输方向顺次连接的高阻放大器(8-2)、放大器及低通滤波器(8-3)、以及模拟数字变换-数字傅里叶变换计算模块(8-4)，其中单片高精度阻抗变换系统(8)中的高阻放大器(8-2)的输入端口与光电探测器(7)的输出端口连接，模拟数字变换-数字傅里叶变换计算模块(8-4)的输出端口与单片机双向连接；所述直接数字频率合成器(8-1)用于产生高精度的相位调制正弦波，并将正弦波通过增益控制电路(11)传输到相位调制器(6)，同时将正弦波输入到模拟数字变换-数字傅里叶变换计算模块(8-4)；

所述峰值检测电路(9)和调制深度控制电路(10)的输入端口均与所述高阻放大器(8-2)的输出端口连接，峰值检测电路(9)的输出端口与单片机(12)或者宽谱光源(1)连接，调制深度控制电路(10)的输出端口与增益控制电路(11)连接；

其特征在于，所述信号解调的方法包括以下步骤：

1)开启开环光纤陀螺仪，从宽谱光源(1)发出的光返回后由光电探测器(7)转变为电流信号；

2)开启单片机和上位机，初始化外部电路，设置初始频率以及电压参数并存入单片机寄存器中，由单片机(12)控制直接数字频率合成器(8-1)按照预设的频率参数产生高精度的相位调制正弦波，并将相位调制正弦波通过增益控制电路(11)传输到相位调制器(6)，同时将相位调制正弦波输入到模拟数字变换-数字傅里叶变换计算模块(8-4)；

3)光电探测器(7)输出的电流信号经过高阻放大器(8-2)变为电压信号，电压信号同时送入峰值检测电路(9)和调制深度控制电路(10)，峰值检测电路(9)输出作用于单片机(12)或者宽谱光源(1)的反馈信号，以消除光强变化对电压信号的影响，调制深度控制电路(10)输出作用于增益控制电路(11)的控制信号，以维持相位调制器(6)产生的光学相位调制深度为一恒定常数；同时，高阻放大器(8-2)输出的电压信号经放大器及低通滤波器(8-3)放大后传输至模拟数字变换-数字傅里叶变换计算模块(8-4)，模拟数字变换-数字傅里叶变换计算模块(8-4)根据接收到的放大电压信号及相位调制正弦波进行信号转换，得到转换结果并存储在模拟数字变换-数字傅里叶变换计算模块(8-4)的状态寄存器中，所述状态寄存器包括实部寄存器和虚部寄存器；

4)在陀螺转动过程中，通过单片机(12)轮询模拟数字变换-数字傅里叶变换计算模块(8-4)的实部寄存器和虚部寄存器，判断虚部数值是否为零，若是，则执行步骤5)，若否，则通过单片机(12)调整增益控制电路(11)相位，直到虚部数值变为零；

5)将模拟数字变换-数字傅里叶变换计算模块(8-4)的实部寄存器中的数值存贮在单片机寄存器中，由单片机(12)作低通滤波计算、锁相放大和反正弦计算，单片机(12)同时读取高精度阻抗变换系统(8)中的温度传感器(8-5)用于计算结果的修正，最终输出准确的角速度值。