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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-03-21
    光纤陀螺仪系统设计:DC检测方法[1] yW+yg{Gg:  
    nA?`BOe(  
    使用理想元件,输出光电流(I)为 3Vsc 9B"w  
    q`|LRz&al  
    (1) *YW/_  
    @|Fg,N<Y]  
    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 aiQ>xen5C5  
    CEXyrs<  
    (2) /,1D)0  
    e8y;.D[2  
    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 \[BK1JP  
    INcg S MM  
    (3) *7*lE"$p  
    /+8JCp   
    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。 AcS|c:3MUy  
    ie;]/v a  
    图1.FOG DC检测布局 aY3^C q(r  
    光纤陀螺仪系统设计:相位调制方法[2] JCz@s~f\y  
    y]2qd35u_A  
    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 +)kb(  
    E>&n.%  
    (4) K2 he4<  
    L>MLi3{  
    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 4Yxo~ m(  
    /nyUG^5#{  
    (5) eKgisY4#  
    1lq(PGX)  
    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。 if}-_E<F  
    pR `>b 3  
    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)
    t]>Lh>G  
    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: r9X?PA0f  
    nFE4qm  
    9w"h  
    #@^t;)|  
    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。 4/mig0"N.  
    +hvO^?4j  
    OH;b"]  
    图3.FOG 相位调制
      
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