[发明专利]低成本光纤陀螺本征频率测量方法

摘要

本发明公开了一种低成本光纤陀螺本征频率测量方法，通过对光纤环的相位调制，调制信号高度任意，调制信号周期大于预估光纤环渡越时间，得到实际光纤环受到的调制信号相位，然后，通过时序控制，实现模数转换器对探测器输出信号的模数转换，生成采样序列，最后，利用采样序列与调制信号序列进行互相关函数运算，并在一定范围内求极值，结合数模转换器转换周期，从而计算得到渡约时间，然后渡约时间倒数即为本征频率。该方法可以在不增加任何成本的前提下，快速有效的测量光纤陀螺本征频率，从而为系统调制信号周期提供有效依据，以消除本征频率漂移造成的系统零偏，满足低成本光纤陀螺的测试需求，其测试精度亦满足中低精度光纤陀螺的精度需求。

主权项

一种低成本光纤陀螺本征频率测量方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）对光学信号进行相位调制，相位调制的相位高度任意，调制周期大于预估光纤陀螺的光纤环渡越时间；顺时针光波受到的调制信号相位φcw(t)的公式如下： φ cw ( t ) = φ m t = k × T 0 k × T < t < ( k + k c ) × T 其中，φm为调制相位高度，取任意值，T为数模转换器转换周期，k为周期数，kc为调制信号周期数，kc×T大于预估的光纤陀螺渡约时间；由于光纤环本身存在渡约时间τ，逆时针光波受到的调制信号相位φccw(t‑τ)的公式如下： φ ccw ( t - τ ) = φ m t - τ = k × T 0 k × T < t - τ < ( k + k c ) × T 实际光纤环受到的调制信号相位φ0(t)的公式如下：φ0(t)=φcw(t)‑φccw(t)（2）根据顺时针光波受到的调制信号相位φcw(t)，计算在k个数模转换器转换周期T内，数模转换器输入的数字量序列DA(n)，公式如下：DA(n)=kda×φcw(t)其中，kda为数模转换系数；（3）根据实际光纤环受到的调制信号相位φ0(t)，计算探测器的输出Vp，公式如下：Vp=Kp×I+V0=Kp×Iin×(1+cos(φ0(t）))+V0其中，KP为探测器响应度，V0为探测器无光时电压，I为探测器端光强，Iin为入射进光纤陀螺的光强；通过时序控制，利用模数转换器对探测器的输出Vp进行采样， 得到数值序列V(n)；（4）利用相应时间内数模转换器输入序列DA(n)与探测器采样输出V(n)计算互相关函数R(m)，其公式如下： R ( m ) = Σ n = 0 N - 1 DA ( n ) * V ( n + m ) N 对R(m)在m∈（‑kc,0）范围内比较得到其绝对值的极大值|R(m’)|，则渡约时间为τ=m’×T，本征频率即为1/τ。