[发明专利]一种基于FPGA具有温控功能的分体式光纤陀螺

权利要求书

1.一种基于FPGA具有温控功能的分体式光纤陀螺，其特征在于，包括壳体、光纤环、单独封装的SLD光源、热敏电阻RT、制冷片TEC、基座、探测器、探测器板、波导与耦合器安装板、Y波导、耦合器、垫柱以及电路部分；在壳体的中间位置设计有出线孔；

具体地，热敏电阻RT、光纤环以及单独封装的SLD光源安装在第一基面上，制冷片TEC一面贴第一基面，另一面贴在第二基面上，其中第一基面和第二基面分别打两个孔，一个孔走尾纤，一个孔走线；SLD光源、RT热敏电阻和TEC制冷片六根线分别经过第一基面和第二基面的出线孔，从壳体出线孔穿出，探测器的4根线与Y波导的2根线在壳体中间位置从壳体出线孔穿出；Y波导和耦合器均固定于波导与耦合器安装板上，波导与耦合器安装板固定于4个垫柱上；探测器焊接于探测器板上，探测器板通过垫柱固定于基座上的探测器板安装面处；所述电路部分包括FPGA、光源控制板和陀螺回路控制板，其中FPGA通过控制光源控制板和陀螺回路控制板，同时进行陀螺解算控制、温度控制和光功率控制。

2.如权利要求1所述的光纤陀螺，其特征在于，所述壳体包括上壳、下壳、上盖以及下盖，上壳以及下壳固定于基座上，上盖以及下盖固定于上壳和下壳上；光纤环固定于上壳内侧，热敏电阻RT和制冷片TEC分别固定于上壳腔体的两侧，SLD光源固定于上壳内侧。

3.如权利要求1或2所述的光纤陀螺，其特征在于，Y波导与光纤环熔接的双尾纤，探测器的尾纤和耦合器一侧所使用到的双尾纤通过第一基面和第二基面的尾纤孔将其盘在光纤环上，Y波导另一侧的单根尾纤和耦合器的单根尾纤盘在另一侧的凸台上。

4.如权利要求3所述的光纤陀螺，其特征在于，光纤按照SLD光源-耦合器-波导-光纤环-波导-耦合器-探测器的顺序熔接，并做熔点保护；尾纤盘于光纤环上方。

5.如权利要求1、2或4所述的光纤陀螺，其特征在于，所述光源控制板包括温度控制回路和恒流源控制回路，所述陀螺回路控制板包括解调控制回路；

其中，温度控制回路的工作过程：根据热敏电阻RT的电阻值，经电压比较放大电路后得到电压值，经AD转换电路得到的数字量给FPGA进行处理，根据设定的目标温度值，进行模糊PID控制，输出方波，经驱动电路后，TEC制冷片进行温控工作，最终使得SLD光源和光纤环工作在一个稳定的温度环境中；解调控制回路功能是解算光纤陀螺敏感到的角速度信息，同时检测光功率为恒流源控制做准备；恒流源控制回路包括恒流源电路和模拟开关电路，启动过程中通过采集到的温度值进行光功率调节，FPGA控制模拟开关选择不同的电阻控制恒流源的输出电流。

6.如权利要求5所述的光纤陀螺，其特征在于，解调控制回路的工作流程为：探测器采集到的信号输出经隔直电路、低通滤波电路和AD转换电路后输出至FPGA中，采用四分频四态调制的解调方法进行数据解调，将速度量通过串口电路输出，进而监测到的光功率进行恒流源控制。