专利名称：基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估方法与装置，属于惯性技术领域。
背景技术：
光纤陀螺是随着光纤技术迅速发展而出现的一种新型光纤旋转传感器，由于它的相位调制传感方式具有极高灵敏度以及精巧和高机械强度的实用性将成为航天、航空、航海等诸多领域中最具有发展前景的惯性部件，作为一种重要的惯性传感器，测量运载体的角速度，是构成惯性系统的核心器件，相当程度上决定了整个惯性系统的性能。光纤陀螺是基于Sagnac效应的新型角速度传感器，具有无转动部件的全固态结·构、动态范围大、带宽大、功耗低、抗冲击振动、体积小、无启动过程、寿命长等突出优点。随着中低精度光纤陀螺这些年的成功应用和光学器件性能的提高，研制用于惯性导航系统的高精度光纤陀螺成为一个发展趋势。光纤陀螺的测试方法在一定程度上制约着光纤陀螺精度的提高。光纤陀螺的动态特性是表征其可靠性和环境适应性的重要性能指标，它的好坏直接决定了陀螺的应用范围，其中，频率特性分析是动态特性的重要部分。数字闭环光纤陀螺是中高精度光纤陀螺的主要方案，代表着国际国内的研究方向。为了提高光纤陀螺的可靠性和环境适应性，提高闭环的跟踪特性，光纤陀螺的研究人员一直努力通过改善闭环反馈的控制算法来提高动态特性，反应改善动态特性的一个指标是频率特性增强即带宽增大。传统的光纤陀螺动态特性测试方法是采用突停台和角振动台等机械设备分别测量陀螺的阶跃响应曲线和频率响应曲线。采用角振动台测试陀螺带宽时，角振动台以正弦交变的角速率运动，它能提供不同频率、不同幅度的角速率。光纤陀螺承受不同频率的正弦信号输入，记录相应的输入角振动幅值及相位，测量光纤陀螺输出信号的幅度和相位，便可获得光纤陀螺的频率特性。由于一般角振动台是针对机械陀螺而设计的，输出角振动频率一般的仅有200Hz到300Hz左右，目前国内最为先进的角振动台的最大工作频率范围只能达到500Hz，但光纤陀螺的带宽远远超过500Hz，远不能满足数字闭环光纤陀螺动态特性测试的要求。半实物仿真测试方案都是在光纤陀螺的光纤环上添加扰动信号，利用两束相向传播的光经过扰动处得时间不同，差别一个延迟时间τ，从而产生相位差，代替了输入角速度引起的Sagnac相位差，改变扰动信号的频率进而测出频率特性。其中以下是具体的实现方案利用PZT施加调制信号实现频率特性评估方案根据光纤陀螺的工作原理，在陀螺光纤环中引入一个PZT元件，通过给PZT施加一定频率的正弦调制来模拟一个正弦变化的角速率，从而测得光纤陀螺的幅频响应曲线，进而确定其带宽。其结构原理图如图I所示。闭环光纤陀螺的工作原理由SLD光源发出的光经过一个耦合器后由起偏器起偏，变为线偏振光进入Y波导相位调制器，在相位调制器处受到相位调制。经过光纤环的两束光发生干涉，最后，携带相位信息的光由耦合器进入Pin探测器。前置放大电路对PIN/FET输出的待测电压信号进行放大滤波后的模拟信号进入A/D转换电路进行离散、量化，转换成数字信号，以输入数字信号处理单元进行解调运算，信号处理单元把解调结果累加形成阶梯波的同时，输出一个方波信号叠加在数字阶梯波上，叠加信号经过D/A转换后施加在Y波导
相位调制器上实现闭环反馈和±|调制。根据以上闭环光纤陀螺的工作原理，在陀螺光纤环中引入一个PZT元件，通过给PZT施加一定频率的正弦电压信号从而实现正弦调制来模拟一个正弦变化的角速率，从而测得光纤陀螺的幅频响应曲线，进而确定其带宽。通过集成光学调制器实现数字化动态测试方法测得带宽方案利用光纤陀螺闭环检测的原理，在反馈阶梯波上迭加所需的信号，用阶梯波引起的两束光之间的相位差来代替输入角速度引起的Sagnac相位差。其先后提出了在反馈阶梯波上添加阶跃信号、正弦信号、伪随机信号作为外部信号3种方案。另外，在反馈阶梯波上添加伪随机信号作为外部信·号再用相关识别方法，将数字闭环输出经过小波滤波后的信号与伪随机信号进行相关运算后得到陀螺闭环回路的脉冲响应，再通过傅里叶变换得到陀螺的幅频特性和相频特性。结构如图2所示。闭环光纤陀螺的工作原理由SLD光源发出的光经过一个耦合器后由起偏器起偏，变为线偏振光进入Y波导相位调制器，在相位调制器处受到相位调制。经过光纤环的两束光发生干涉，最后，携带相位信息的光由耦合器进入Pin探测器。前置放大电路对PIN/FET输出的待测电压信号进行放大滤波后的模拟信号进入A/D转换电路进行离散、量化，转换成数字信号，以输入数字信号处理单元进行解调运算，信号处理单元把解调结果累加形成阶梯波的同时，输出一个方波信号叠加在数字阶梯波上，叠加信号经过D/A转换后
施加在Y波导相位调制器上实现闭环反馈和±f调制。根据以上闭环光纤陀螺的工作原理，通过在光纤陀螺反馈阶梯波上叠加正弦信号用于等效外部输入角速度，对陀螺解调输出信号按照幅值进行判断得到陀螺带宽。半实物仿真测试方案关键就是两束相向传播的光经过扰动处得时间差值为延迟时间τ，但是延迟时间τ 一般很�。挥笑� s量级的，在测量低频时，添加的外加信号频率�。浠冉下讦� s量级的时间内变化不明显，由于光纤陀螺光路的互易性，导致低频时的扰动对相位变化不明显，只能靠增大扰动的幅值来改善，所以在低频段不易等效输入测量频率特性。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估装置与方法，本装置可以测量光纤陀螺的全带宽内的频率特性，为光纤陀螺闭环控制的研究提供验证手段。另外，可以得出已定型产品的光纤陀螺的闭环带宽，为光纤陀螺环境适应性的适用范围提供依据。一种基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估装置，包括激励电流源、敏感光路和模拟光纤陀螺信号处理检测电路；激励电流源包括信号发生器、转换放大电路和电流线圈；信号发生器生成交变电流信号，交变电流信号输出至转换放大电路，转换放大电路对交变电流信号进行交流放大，然后将交变电流输出至电流线圈，电流线圈缠绕在敏感光路的传感光纤上，电流线圈中通入交变电流，产生的磁场使敏感光路中的传感光纤感应Faraday效应,实现了信号由激励电流源传递到敏感光路中；转换放大电路输出的交变电流经过一个采样电阻后，得到采样电压，将采样电压输出至锁相放大器的参考端口 ；敏感光路包括光源、环形器、Y波导相位调制器、偏振分束器、保偏光纤环、λ /4波片、传感光纤、反射镜和探测器；光源发出光，光经过环形器后，进入Y波导相位调制器，在Y波导相位调制器处起偏为线偏振光然后受到相位调制，调制后的偏振光输出至偏振分束器，偏振光由偏振分束器的两个尾纤耦合后，注入保偏光纤环，偏振光分别沿保偏光纤环的X轴和Y轴传输,进入λ / 4波片后,在λ/4波片中,偏振光分别变为左旋和右旋的圆偏振光，并进入传感光纤，两束圆偏振光的相位发生变化(F = 2VNI)，其中，F为Faraday效应相位差，V为Verdet常数，N为缠绕导线的匝数，I为电流大小。两束圆偏振光以不同的速度传输，输出至反射镜，在反射镜的镜面处反射后，两束圆偏振光的偏振模式互换，再次穿过传感光纤，使两束圆偏振光产生的相位加倍(2F = 4VNI);两束圆偏振光再次通过λ/4波片后，恢复为线偏振光，然后两束线偏振光发生干涉；携带相位信息的光由环形器进入探测·器，探测器实现由光信号转换为电压信号输出至前置放大电路；模拟光纤陀螺信号处理检测电路包括前置放大电路、A/D转换电路、数字信号处理单兀、第一 D/A转换电路、第二 D/A转换电路和锁相放大器；前置放大电路对探测器输出的待测电压信号进行放大滤波，然后输出至A/D转换电路，A/D转换电路对模拟的待测电压信号进行离散、量化，转换成数字待测电压信号，输出至数字信号处理单元，数字信号处理单元对两个相邻的延迟时间内的数字信号进行相减进行解调，把解调结果进行累加想成阶梯波，同时，在阶梯波上叠加方波信号，得到叠加信号，将叠加信号输入第一 D/A转换电路，第
一D/A转换电路将数字的叠加信号转换为模拟的叠加信号，输出至Y波导相位调制器，实现
闭环反馈和±f调制，同时，数字信号处理单元还将解调的结果输出至第二 D/A转换电路，第
二D/A转换电路将数字解调结果转换为模拟解调结果，输出至锁相放大器的信号通道端口进行测量，锁相放大器测量幅值与相位差大�。迪至似德侍匦云拦�。一种基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估方法，包括以下几个步骤步骤一由光源发出的光经过一个环形器后进入Y波导相位调制器，在Y波导相位调制器处调制为线偏振光受到相位调制；偏振光由偏振分束器的两个尾纤耦合后注入保偏光纤环，分别沿保偏光纤的X轴和Y轴传输，经过λ /4波片后，分别变为左旋和右旋的圆偏振光，并进入传感光纤；由于激励交变电流产生磁�。诖泄庀酥胁鶩araday磁光效应，使这两束圆偏振光的相位发生变化，(F = 2VNI，其中，F为Faraday效应相位差，V为Verdet常数，N为缠绕导线的匝数，I为电流大�。�)两束圆偏振光以不同的速度传输，在反射镜处反射后，两束圆偏振光的偏振模式互换，再次穿过传感光纤，并经历Faraday效应使两束光产生的相位加倍，2F = 4VNI，两束光再次通过λ /4波片后，恢复为线偏振光，然后两束线偏振光发生干涉；最后，携带相位信息的光由环形器进入探测器，返回探测器的光只携带了由于Faraday效应产生的非互易相位差；步骤二 前置放大电路对光电探测器输出的待测电压信号进行放大滤波后的模拟信号进入A/D转换电路进行离散、量化，转换成数字信号，以输入数字信号处理单元进行解调运算，信号处理单元把解调结果累加形成阶梯波的同时，输出一个方波信号叠加在数字阶梯波上，叠加信号经过第一 D/A转换电路转换后施加在Y波导相位调制器上实现闭环反馈和土 π/2调制；同时，信号处理单元把解调结果输出经过第二D/A转换电路转换后输出，进入锁相放大器的信号通道端口进行测量；利用锁相放大器测量信号幅值与相位差的大�。谋浼だ缌餍藕诺钠德式迪至似德侍匦云拦�。本发明的优点在于(I)本发明应用的Faraday效应是采用正弦电流激励敏感光路产生，其中作为激励信号的正弦信号可以实现高频率输出，解决了光纤陀螺的频率特性测试的激励信号输出频率有限的问题，所以可以实现高带宽的评估；(2)本装置中采用的是对Faraday效应敏感的传感光路，能够更好的敏感电流产生Faraday效应，提高了敏感信号的信噪比；(3)本装置的电路是模拟了光纤陀螺的信号检测电路，可以通过调节装置内的前·向增益与反馈增益来模拟光纤陀螺，从而实现频率特性的准确评估；(4)本装置内安装了 4个不同长度的光纤环，只要通过跳线即可连接上光纤环，这样就可以来评估不同长度光纤环的光纤陀螺频率特性，增加了本评估装置的适用性；(5)本装置的评估方法是采用锁相放大器，能够准确评估光纤陀螺的带宽。
图I是背景技术中利用PZT的半实物仿真原理图；图2是背景技术中利用集成光学调制器的半实物仿真原理图；图3是本发明的结构示意图。图中I-激励电流源2-敏感光路3-模拟光纤陀螺信号处理检测电路101-信号发生器102-转换放大电路 103-电流线圈201-SLD 光源202-环形器204-Y波导相位调制器205-偏振分束器206-保偏光纤环207-λ/4波片208-传感光纤209-反射镜210-探测器301-前置放大电路 302-A/D转换电路 303-数字信号处理单元304-第一 D/A转换电路305-第二 D/A转换电路306-锁相放大器
具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。本发明是一种基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估装置，如图3所示，包括激励电流源I、敏感光路2和模拟光纤陀螺信号处理检测电路3。激励电流源I为本装置提供激励信号，通过改变激励信号的频率实现扫频，完成频率特性的评估。激励电流源I包括信号发生器101、转换放大电路102和电流线圈103。激励电流源I是采用三极管交流转换放大。放大基本原理是在输入信号为O时，放大电路在工作在放大状态，并且有合适的直流工作点。当有交流信号加入放大电路后，弓I起基极电流在原来直流的基础上做相应的变化，基极电流变化使得集电极电流随之成β(β为交流放大倍数)的变化，实现电流的放大。为了满足以上交流大电流输出和长时间工作的要求，并且消除交越失真，采用双电源互补对称的推挽式三极管对管放大的形式，实现推挽式的两个三极管分别在正弦信号的正负周期内放大，解决了交越失真的问题。信号发生器101生成交变电流信号，交变电流信号的频率能够通过信号发生器101调节，交变电流信号输出至转换放大电路102，转换放大电路102对交变电流信号进行交流放大，然后将交变电流输出至电流线圈103，电流线圈103缠绕在敏感光路2的传感光纤208上，电流线圈103中通入交变电流，产生的磁场使敏感光路2中的传感光纤208感应Faraday效应，实现了信号由激励电流源传递到敏感光路中。转换放大电路102输出的交变电流经过一个采样电阻后，得到采样电压，将采样电压输出至锁相放大器305的参考端口。敏感光路2包括SLD光源201、环形器202、Υ波导相位调制器204、偏振分束器205、保偏光纤环206、λ /4波片207、传感光纤208、反射镜209、探测器210。SLD光源201发出光，光经过一个单模环形器202后，进入Y波导相位调制器204，·在Y波导相位调制器204处起偏为线偏振光后受到相位调制，调制后的偏振光输出至偏振分束器205,偏振光由偏振分束器205的两个尾纤稱合后,注入保偏光纤环206,偏振光分别沿保偏光纤环206的X轴和Y轴传输，进入λ /4波片207后，在λ /4波片207中，偏振光分别变为左旋和右旋的圆偏振光，并进入传感光纤208，由于激励交变电流产生磁�。诖泄庀�208中产生Faraday磁光效应，使这两束圆偏振光的相位发生变化(F = 2VNI，其中，F为Faraday效应相位差，V为Verdet常数，N为缠绕导线的匝数，I为电流大小)，两束圆偏振光以不同的速度传输，输出至反射镜209，在反射镜209的镜面处反射后，两束圆偏振光的偏振模式互换，再次穿过传感光纤208，并经历Faraday效应，使两束圆偏振光产生的相位加倍(2F = 4VNI)。这两束圆偏振光再次通过λ/4波片207后，恢复为线偏振光，然后两束线偏振光发生干涉。最后，携带相位信息的光由单模环形器202进入探测器210，探测器210实现由光信号转换为电压信号输出至前置放大电路301，本发明通过光电探测器实现了信号由敏感光路2中传递到电路中。所述的保偏光纤环206中设有4个不同长度的光纤环,分别为570m、350m、100m和200m，当需要使用其中一个长度的光线环时，将选中的光线环通过跳线分别与偏振分束器205、λ /4波片207连接，组成保偏光纤环206，这样就可以来评估不同长度光纤环的光纤陀螺频率特性，增加了本评估装置的适用性。模拟光纤陀螺信号处理检测电路3包括前置放大电路301、A/D转换电路302、数字信号处理单元303、第一 D/A转换电路304、第二 D/A转换电路305和锁相放大器306。前置放大电路301对探测器210输出的待测电压信号进行放大滤波，然后输出至A/D转换电路302，A/D转换电路302对模拟的待测电压信号进行离散、量化，转换成数字待测电压信号，输出至数字信号处理单元303，数字信号处理单元303对两个相邻的延迟时间内的数字信号进行相减进行解调，把解调结果进行累加想成阶梯波，同时，在阶梯波上叠加方波信号，得到叠加信号，将叠加信号输入第一 D/A转换电路304,第一 D/A转换电路304将数字的叠加信号转换为模拟的叠加信号，输出至Y波导相位调制器204，实现闭环反馈和
±士调制，同时，数字信号处理单元303还将解调的结果输出至第二 D/A转换电路305，第二
D/A转换电路305将数字解调结果转换为模拟解调结果，输出至锁相放大器306的信号通道端口进行测量，锁相放大器306测量幅值与相位差大�。迪至似德侍匦云拦�。激励电流源I与敏感光路2之间的连接是通过把线圈缠绕在传感光纤208上实现，在敏感光路2与模拟光纤陀螺信号处理的检测电路3的连接是通过光电探测器210实现的。本发明是采用的频率可调的交流电流激励磁敏感光路产生Faraday效应，Faraday效应产生的相位差替代Sagnac效应的相位差，因为交流的正弦电流可以实现高频输出，通过检测Faraday效应的相位差就可以实现了低频和高频段内的频率特性评估测试，尤其是实现高频段的评估，即解决了传统方法评估频率有限的缺点和半实物仿真方案的在低频段的反应不明显的缺陷。本发明能够测量光纤陀螺的频率特性，也就能够测出陀螺的带宽。其意义一、通过课题的研究，可以为光纤陀螺闭环控制算法的研究提供验证手段。二、通过对算法的评估测试，可以得出已定型产品的光纤陀螺的闭环带宽，为光纤陀螺环境适应性的适用范围提供依据。·本发明是一种基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估方法，包括以下几个步骤步骤一由SLD光源I发出的光经过一个单模环形器202后由光纤起偏器203起偏，变为线偏振光进入Y波导相位调制器204，在Y波导相位调制器204处受到相位调制。偏振光由偏振分束器205的两个尾纤耦合后注入保偏光纤环206，分别沿保偏光纤的X轴和Y轴传输，经过λ/4波片207后，分别变为左旋和右旋的圆偏振光，并进入传感光纤208。由于激励交变电流产生磁�。诖泄庀�208中产生Faraday磁光效应,使这两束圆偏振光的相位发生变化(F = 2VNI，其中，F为Faraday效应相位差，V为Verdet常数，N为缠绕导线的匝数，I为电流大小)并以不同的速度传输，在反射镜209处反射后，两束圆偏振光的偏振模式互换,再次穿过传感光纤208，并经历Faraday效应使两束光产生的相位加倍(2F =4VNI，其中，F为Faraday效应相位差，V为Verdet常数，N为缠绕导线的匝数，I为电流大小)。这两束光再次通过λ/4波片207后，恢复为线偏振光，然后两束线偏振光发生干涉。最后，携带相位信息的光由单模环形器202进入探测器210。由于发生干涉的两束光，在光路传输过程中，分别都经过了保偏光纤的X轴和Y轴和传感光纤的左旋和右旋模式，只在时间上略有差别，因此返回探测器210的光只携带了由于Faraday效应产生的非互易相位差。步骤二 前置放大电路301对光电探测器210输出的待测电压信号进行放大滤波后的模拟信号进入A/D转换电路302进行离散、量化，转换成数字信号，以输入数字信号处理单元303进行解调运算，信号处理单元303把解调结果累加形成阶梯波的同时，输出一个方波信号叠加在数字阶梯波上，叠加信号经过第一 D/A转换电路304转换后施加在Y波导相位调制器204上实现闭环反馈和土 π /2调制。同时，信号处理单元303把解调结果输出经过第二 D/A转换电路305转换后输出，进入锁相放大器306的测试端口进行测量。利用锁相放大器305测量信号幅值与相位差的大�。谋浼だ缌餍藕沤迪至似德侍匦云拦馈�
权利要求
1.一种基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估装置，其特征在于，包括激励电流源、敏感光路和模拟光纤陀螺信号处理检测电路； 激励电流源包括信号发生器、转换放大电路和电流线圈；信号发生器生成交变电流信号，交变电流信号输出至转换放大电路，转换放大电路对交变电流信号进行交流放大，然后将交变电流输出至电流线圈，电流线圈缠绕在敏感光路的传感光纤上，电流线圈中通入交变电流，产生的磁场使敏感光路中的传感光纤感应Faraday效应，实现了信号由激励电流源传递到敏感光路中；转换放大电路输出的交变电流经过一个采样电阻后，得到采样电压，将采样电压输出至锁相放大器的参考端口； 敏感光路包括光源、环形器、Y波导相位调制器、偏振分束器、保偏光纤环、λ/4波片、传感光纤、反射镜和探测器；光源发出光，光经过环形器后，进入Y波导相位调制器，在Y波导相位调制器处起偏为线偏振光后受到相位调制，调制后的偏振光输出至偏振分束器，偏振光由偏振分束器的两个尾纤耦合后，注入保偏光纤环，偏振光分别沿保偏光纤环的X轴和Y轴传输，进入λ/4波片后，在λ/4波片中，偏振光分别变为左旋和右旋的圆偏振光，并进入传感光纤，两束圆偏振光的相位发生变化，F = 2VNI，其中，F为Faraday效应相位差，V为Verdet常数，N为缠绕导线的匝数，I为电流大�。绞财窆庖圆煌乃俣却洌涑鲋练瓷渚担诜瓷渚档木得娲Ψ瓷浜螅绞财窆獾钠衲Ｊ交セ唬俅未┕泄庀耍沽绞财窆獠南辔患颖�2F = 4VNI ;两束圆偏振光再次通过λ /4波片后，恢复为线偏振光，然后两束线偏振光发生干涉；携带相位信息的光由环形器进入探测器，探测器实现由光信号转换为电压信号输出至前置放大电路； 模拟光纤陀螺信号处理检测电路包括前置放大电路、A/D转换电路、数字信号处理单兀、第一 D/A转换电路、第二 D/A转换电路和锁相放大器；前置放大电路对探测器输出的待测电压信号进行放大滤波，然后输出至A/D转换电路，A/D转换电路对模拟的待测电压信号进行离散、量化，转换成数字待测电压信号，输出至数字信号处理单元，数字信号处理单元对两个相邻的延迟时间内的数字信号进行相减进行解调，把解调结果进行累加想成阶梯波，同时，在阶梯波上叠加方波信号，得到叠加信号，将叠加信号输入第一 D/A转换电路，第一D/A转换电路将数字的叠加信号转换为模拟的叠加信号，输出至Y波导相位调制器，实现闭环反馈和±f调制，同时，数字信号处理单元还将解调的结果输出至第二 D/A转换电路，第二D/A转换电路将数字解调结果转换为模拟解调结果，输出至锁相放大器的信号通道端口进行测量，锁相放大器测量幅值与相位差大小，实现了频率特性评估。
2.根据权利要求I所述的一种基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估装置，其特征在于，通过信号发生器调节交变电流信号的频率。
3.根据权利要求I所述的一种基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估装置，其特征在于，所述的光源为SLD光源。
4.根据权利要求I所述的一种基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估装置，其特征在于，所述的保偏光纤环中设有4个不同长度的光纤环,分别为570m、350m、IOOm和200m,当需要使用其中一个长度的光线环时，将选中的光线环通过跳线分别与偏振分束器、λ/4波片连接，组成保偏光纤环。
5.—种基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估方法,包括以下几个步骤步骤一由光源发出的光经过一个环形器后进入Y波导相位调制器，在Y波导相位调制器处调制为线偏振光受到相位调制；偏振光由偏振分束器的两个尾纤耦合后注入保偏光纤环，分别沿保偏光纤的X轴和Y轴传输，经过λ /4波片后，分别变为左旋和右旋的圆偏振光，并进入传感光纤；由于激励交变电流产生磁场，在传感光纤中产生Faraday磁光效应，使这两束圆偏振光的相位发生变化，F = 2VNI，其中，F为Faraday效应相位差，V为Verdet常数，N为缠绕导线的匝数，I为电流大小，并以不同的速度传输，在反射镜处反射后，两束圆偏振光的偏振模式互换，再次穿过传感光纤，并经历Faraday效应使两束光产生的相位加倍，2F = 4VNI，两束光再次通过λ /4波片后，恢复为线偏振光，然后两束线偏振光发生干涉；最后，携带相位信息的光由环形器进入探测器，返回探测器的光只携带了由于Faraday效应产生的非互易相位差； 步骤二 前置放大电路对光电探测器输出的待测电压信号进行放大滤波后的模拟信号进入A/D转换电路进行离散、量化，转换成数字信号，以输入数字信号处理单元进行解调运算，信号处理单元把解调结果累加形成阶梯波的同时，输出一个方波信号叠加在数字阶梯波上，叠加信号经过第一 D/A转换电路转换后施加在Y波导相位调制器上实现闭环反馈和 土 n/2调制；同时，信号处理单元把解调结果输出经过第二 D/A转换电路转换后输出，进入锁相放大器的测试端口进行测量；利用锁相放大器测量信号幅值与相位差的大�。谋浼だ缌餍藕沤迪至似德侍匦云拦�。
全文摘要
本发明公开了一种基于Faraday效应的光纤陀螺频率特性评估装置，激励电流源包括信号发生器、转换放大电路和电流线圈。敏感光路包括光源、环形器、Y波导相位调制器、偏振分束器、保偏光纤环、λ/4波片、传感光纤、反射镜和探测器；模拟光纤陀螺信号处理检测电路包括前置放大电路、A/D转换电路、数字信号处理单元、第一D/A转换电路、第二D/A转换电路和锁相放大器；本发明应用的Faraday效应是采用正弦电流激励敏感光路产生，其中作为激励信号的正弦信号可以实现高频率输出，解决了光纤陀螺的频率特性测试的激励信号输出频率有限的问题，所以可以实现高带宽的评估。
文档编号G01C25/00GK102788595SQ201210264008
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月27日 优先权日2012年7月27日
发明者于佳, 冯秀娟, 张晞, 张猛, 李传生, 李立京, 王夏霄, 邬战军 申请人:北京航空航天大学
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