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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
    "g&f:[a/  
    光纤陀螺仪系统设计:DC检测方法[1] dB0#EJaE  
         p TwzVz~  
    使用理想元件,输出光电流(I)为 `cXLa=B)9  
    UNa "\  
    (1) pka^7OWyN  
         pF-_yyQ  
    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 0P9\;!Y  
    o&Xp%}TI  
    (2) O8A1200  
         `@],J  
        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 9]oT/ooM  
    {/,(F^T>2  
    (3) * $fM}6}  
         }%/mPbd#  
    其中 L 是光线长度, D 是环直径, λ 是光源波长,由此来确定环路Ω 的角速度。注意,由于等式(1)具有余弦,因此直流技术无法区分正负速度。 f/UU{vX(  
    图1.FOG DC检测布局 m[v0mXE  
    A_wf_.l4h  
    光纤陀螺仪系统设计:相位调制方法[2] x-CjxU3  
         9=MNuV9/s  
    当尝试测量非常低的角旋转速率时,DC方法不是很准确,所以通常使用相位调制技术。 对于该设置,光检测信号 Y^!qeY  
    i~]6 0M>  
    (4) =JzzrM|V*  
         Q:megU'u  
    将相位调制器幅度选择到+/-0.9 rad ,给出最大化J1(Φm) = 0.581517 的项Φm = 1.8 。提取调制频率ωm的余弦级数 %Tp k1  
    `mz}D76~#  
    (5) ue@/o,C>  
         JP<j4/  
    公式3得到角速度。我们可以重新排列找到φ_𝑠,然后再次使用公式(3)找到角速度。 注意,在这种情况下,由于等式(5)具有正弦关系,所以我们可以确定角速度的大小和方向。另外,在这种情况下, 在等式(2)中,零速电流不是𝐼_𝑜=𝜎𝑃/2 而是 𝐼_𝑜=𝜎𝑃/8因为在光到达光电二极管的时候,其功率已经被耦合器减半了三次。 <1*.:CL"s  
    图2.OptiSystem设计的调制技术原理图(资料来源:REF)(注:光纤偏振器未包含在设计中)
    20|_wAA5  
    =f!A o:Uc  
    对于以下的OptiSystem设计,角速度已设置为7.27e-5rad / s(地球的转速)。 I-FOG的设置显示在红色框中(在全局参数下)。 通过使用相移分量来应用萨格纳克相移,计算如下: 'sUOi7U  
         P(k*SB|D  
    N'ER!=l)  
         hHJvLs>^  
    在这里,我们根据前面的方程,使用C ++组件来计算角速度。 测得的角速度(在C ++组件下显示为结果)为7.29e-5rad / s。 9m$"B*&6G  
    图3.FOG 相位调制
     
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