一种闭环光纤陀螺带宽测试系统的制作方法

1.本实用新型属于光纤传感器领域，特别涉及一种闭环光纤陀螺带宽测试系统。


背景技术：

2.光纤陀螺带宽是反应其跟踪输入角速度能力的一项重要指标，准确测量带宽对陀螺在系统中应用是十分重要的。目前光纤陀螺带宽测试方法主要是角振动台法，该方法测试过程复杂，且角振动台输出频率一般在200hz左右，与陀螺几千赫兹量级带宽相差较大，不能满足全频带频率响应测试要求。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的技术问题是：为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提出一种闭环光纤陀螺带宽测试系统，提高闭环陀螺带宽测试的效率与准确性。
4.本实用新型的技术方案是：一种闭环光纤陀螺带宽测试系统，包括探头、采样电路、锁相电路、调制电路、激励信号产生电路和信号处理电路；
5.所述采样电路通过探头采集闭环光纤陀螺内部信号后传入锁相电路，通过锁相电路锁定陀螺本征频率，并将陀螺本征频率传入调制电路；
6.所述激励信号产生电路产生的低频激励信号进入调制电路，经调制电路将该低频激励信号调制和陀螺本征频率保持一致；调制后的信号探头进入陀螺前置放大及ad采样电路中，并依次经过fpga电路及陀螺输出电路后；
7.所述信号处理电路将传入的激励信号产生电路产生的低频激励信号和陀螺输出电路传入的调制后的激励信号进行计算，得到陀螺带宽后直接输出。、
8.本发明进一步的技术方案是：在进行带宽测试时，将陀螺前放电路与前置放大及ad采样电路之间的连线断开，将带宽测试系统的探头接入。
9.发明效果
10.本实用新型的技术效果在于：本新型通过锁相电路首先对采集的陀螺本征频率进行锁定，之后通过调制电路将激励信号调制到陀螺的本征频率上，并通过探头输入至前放电路及ad采样电路中，经过fpga电路处理后传入陀螺输出电路再进入信号处理电路；信号处理电路将激励信号和调制后的信号进行计算，最终得到陀螺带宽后进行输出，从而提高闭环陀螺带宽测试的效率与准确性。
11.综上所述，该系统通过对闭环光纤陀螺信号进行锁相，将测试陀螺带宽的激励信号调制到陀螺信号工作频率，最终计算陀螺输出与激励信号的关系，计算出陀螺带宽。该系统基于光纤陀螺工作原理设计，采用电信号作为激励源，并将激励信号调制到陀螺本征频率上。无需采用角振动台作为激励源，操作简单，可准确测量陀螺带宽。
附图说明
12.图1为本发明的闭环光纤陀螺带宽测试系统结构图
具体实施方式
13.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
14.下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
15.参见图1，本发明的闭环光纤陀螺带宽测试系统由采样电路、锁相电路、调制电路、信号处理电路、激励信号产生电路及探头等几部分组成。
16.光纤陀螺是基于sagnac效应产生的角速率传感器。角速率运动引起光纤环产生sagnac相移，并且该相移大小与角速率大小成比例关系。该相移通过探测器转换为电信号。因此，本发明采用电信号等效角速率运动，并且将等效的激励信号调制到陀螺本征频率上。无需采用角振动台对陀螺输入激励信号。
17.采样电路用于采集陀螺内部信号，并通过锁相电路对其进行锁相。调制电路对激励信号进行调制，将低频的激励信号调制到陀螺本征频率上。激励信号产生电路用于生成测试所需的正弦信号等效角速率。信号处理电路用于计算激励信号与陀螺输出的关系，最终输出陀螺带宽。
18.在进行带宽测试时，将陀螺前放电路与前置放大及ad采样电路之间的连线断开，将带宽测试系统的探头接入。采样电路采集陀螺内部信号，锁相电路锁定陀螺本征频率。激励信号产生电路产生测试所需的激励源，并通过调制电路将其调制到陀螺本征频率上，经过调制后的信号通过探头进入陀螺前置放大及ad采样电路中。陀螺输出与信号处理电路相连，信号处理电路通过计算激励信号与陀螺输出，得到陀螺带宽后直接输出。
19.以上对本发明实施例所公开的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。


技术特征：
1.一种闭环光纤陀螺带宽测试系统，其特征在于，包括探头、采样电路、锁相电路、调制电路、激励信号产生电路和信号处理电路；所述采样电路通过探头采集闭环光纤陀螺内部信号后传入锁相电路，通过锁相电路锁定陀螺本征频率，并将陀螺本征频率传入调制电路；所述激励信号产生电路产生的低频激励信号进入调制电路，经调制电路将该低频激励信号调制和陀螺本征频率保持一致；调制后的信号探头进入陀螺前置放大及ad采样电路中，并依次经过fpga电路及陀螺输出电路后；所述信号处理电路将传入的激励信号产生电路产生的低频激励信号和陀螺输出电路传入的调制后的激励信号进行计算，得到陀螺带宽后直接输出。2.一种闭环光纤陀螺带宽测试系统，其特征在于，在进行带宽测试时，将陀螺前放电路与前置放大及ad采样电路之间的连线断开，将带宽测试系统的探头接入。

技术总结
本实用新型提出一种闭环光纤陀螺带宽测试系统，该系统通过对闭环光纤陀螺信号进行锁相，将测试陀螺带宽的激励信号调制到陀螺信号工作频率，最终计算陀螺输出与激励信号的关系，计算出陀螺带宽。该系统基于光纤陀螺工作原理设计，采用电信号作为激励源，并将激励信号调制到陀螺本征频率上。无需采用角振动台作为激励源，操作简单，可准确测量陀螺带宽。可准确测量陀螺带宽。可准确测量陀螺带宽。


技术研发人员：胡益成 杨波 常维鑫 陈青青 马小奇 李煊
受保护的技术使用者：陕西华燕航空仪表有限公司
技术研发日：2021.11.05
技术公布日：2022/5/25