[发明专利]一种基于FPGA具有温控功能的分体式光纤陀螺

说明书

本发明提出了一种基于FPGA具有温控功能的分体式光纤陀螺，能够使光纤环和光源附近的温度保持稳定，减小了环境温度变化对光纤陀螺输出的影响。本发明对光纤环部分进行温控，使其附近的温度保持在一个相对稳定的温度范围内，同时，在光纤陀螺启动过程中进行光功率控制，这样就减小了环境温度变化对光纤陀螺输出的影响。具体地，环境温度处在工作温度范围任意温度点时，光纤陀螺启动过程进行光功率控制和温度控制，用一个FPGA控制光源控制板和陀螺回路控制板，无需考虑时序；当环境温度发生变化时，通过温控手段，将光纤环和光源处于恒定的温度环境中，最终使光纤陀螺的输出值达到稳定，克服了现有温度补偿技术的局限性。

技术领域

本发明涉及光纤陀螺技术领域，具体涉及一种基于FPGA具有温控功能的分体式光纤陀螺。

背景技术

光纤陀螺的内部组成包括光源、光纤环、耦合器、Y波导、探测器和电路控制回路。当环境温度发生变化时，由于光纤环自身的原因导致光纤陀螺的输出精度产生温度漂移，现有技术普遍采用温度补偿的方式，采集不同温度点下光纤陀螺的输出数据，进行曲线拟合后输出，这样可以大大减小外界温度变化对光纤陀螺输出的影响。但使用温度补偿技术首先要保证光纤陀螺的输出数据与温度变化存在一个明显的线性规律，若输出数据线性规律不明显，补偿效果会大打折扣。

目前国内外产品化的光纤陀螺中，虽然有对光纤环部分进行温控的模块，但温控模块与光纤陀螺的光功率控制之间并无直接联系，不能很好地减小环境温度变化对光纤陀螺输出的影响，无法保证光纤陀螺的输出值保持稳定。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种基于FPGA具有温控功能的分体式光纤陀螺，能够使光纤环和光源附近的温度保持稳定，减小了环境温度变化对光纤陀螺输出的影响。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

本发明的一种基于FPGA具有温控功能的分体式光纤陀螺，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。

其中，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。

其中，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。

其中，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。

其中，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；