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    [技术]OptiSystem应用:光纤陀螺仪系统设计 [复制链接]

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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-09-21
    4<QS ot  
    光纤陀螺仪系统设计:DC检测方法[1] 13:0%IO  
         :i_k A'dl&  
    使用理想元件,输出光电流(I)为 fG\]&LFBU  
    .+TriPL  
    (1) 1GL@t?S  
          zOnQ656  
    其中 φs 是萨格纳克相移 , Io  是以零角速度情况计算出的电流 Z2dy|e(c  
    "x$RTuWA9  
    (2) y~N,=5>j  
         JV#)?/a$z  
        P 是光源光功率, σ 是光电检测器的响应度(在我们的案例中等于1)。在等式(2)中将光功率除以2是因为在耦合器处功率损失了一半。 一旦 φs 确定了, 我们可以计算 ,3{z_Rax-  
    De*Z UN|<  
    (3) ?"no~(EB  
         yEfV8aY'*  
    其中 L 是光线长度, D 是环直径, λ 是光源波长,由此来确定环路Ω 的角速度。注意,由于等式(1)具有余弦,因此直流技术无法区分正负速度。 3e g<)  
    图1.FOG DC检测布局 hC.7Z]  
    2\z"6  
    光纤陀螺仪系统设计:相位调制方法[2] RJ_ratKN*g  
         rwlV\BU  
    当尝试测量非常低的角旋转速率时,DC方法不是很准确,所以通常使用相位调制技术。 对于该设置,光检测信号 :fr 2K  
     OT9\K_  
    (4) =Po!\[SBU  
         q)ygSOtj  
    将相位调制器幅度选择到+/-0.9 rad ,给出最大化J1(Φm) = 0.581517 的项Φm = 1.8 。提取调制频率ωm的余弦级数  S< <xlW  
    v?yHj-  
    (5) [ed%"f  
         ,$habq=;  
    公式3得到角速度。我们可以重新排列找到φ_𝑠,然后再次使用公式(3)找到角速度。 注意,在这种情况下,由于等式(5)具有正弦关系,所以我们可以确定角速度的大小和方向。另外,在这种情况下, 在等式(2)中,零速电流不是𝐼_𝑜=𝜎𝑃/2 而是 𝐼_𝑜=𝜎𝑃/8因为在光到达光电二极管的时候,其功率已经被耦合器减半了三次。 'A,&9E{%1  
    图2.OptiSystem设计的调制技术原理图(资料来源:REF)(注:光纤偏振器未包含在设计中)
    }`$:3mb&f  
    buRXzSR  
    对于以下的OptiSystem设计,角速度已设置为7.27e-5rad / s(地球的转速)。 I-FOG的设置显示在红色框中(在全局参数下)。 通过使用相移分量来应用萨格纳克相移,计算如下: Ho?+?YJ#P  
         i_4FxC4  
    I C9:&C[  
         YizJT0$  
    在这里,我们根据前面的方程,使用C ++组件来计算角速度。 测得的角速度(在C ++组件下显示为结果)为7.29e-5rad / s。 2|o6~m<pE  
    图3.FOG 相位调制
     
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