光纖干涉信號的數(shù)字處理方法的研究.pdf

1、光纖雙光束干涉信號的數(shù)字處理方法研究主要針對Sagnac干涉儀，即干涉式光纖陀螺(InterferometricFiberOpticGyro，IFOG)，其常用作為高精度的慣性角速度傳感器，在導(dǎo)航和制導(dǎo)領(lǐng)域占據(jù)重要的地位。
　　本文第一部分主要介紹基于FPGA的開環(huán)光纖陀螺的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計方法的研究。相比于傳統(tǒng)的模擬開環(huán)檢測電路，數(shù)字開環(huán)檢測系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性、高集成度的體積以及較強(qiáng)的抗干擾能力等優(yōu)點(diǎn)。針對大多數(shù)DSP開環(huán)檢測方案

2、，本文提出了一種基于CORDIC算法及微弱信號檢測原理，以FPGA為數(shù)字核心運(yùn)算單元，實現(xiàn)調(diào)制正弦波的產(chǎn)生以及各次諧波信號的解調(diào)。最終實現(xiàn)干涉信號的一次諧波、二次諧波以及四次諧波的解調(diào)輸出。
　　本文第二部分重點(diǎn)對數(shù)字閉環(huán)光纖陀螺干涉信號的數(shù)字檢測系統(tǒng)作了研究。首先介紹陀螺的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及其相關(guān)誤差機(jī)理分析。閉環(huán)數(shù)字檢測系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的方波調(diào)制解調(diào)以及階梯波反饋方案。介于已有的A/D轉(zhuǎn)換器+FPGA以及A/D+CPLD+DSP為核心

3、的檢測方案，本設(shè)計將采用ADI公司高度集成化的ADSP-21992芯片做高速采樣及信號處理。將干涉產(chǎn)生的Sagnac旋轉(zhuǎn)相移φs通過ADSP芯片的A/D轉(zhuǎn)換器控制端高速采樣送入DSP數(shù)字處理模塊，得到相位的誤差信息并通過積分反饋控制形成階梯波反饋相位φs,抵消其產(chǎn)生的Sagnac相移。將方波調(diào)制信號疊加至反饋階梯波一起通過反饋通道施加到相位調(diào)制器(LiNbO3)上，從而實現(xiàn)第一閉環(huán)反饋。同時，為了修正2π電壓隨溫度漂移引起的誤差，通過第