專利名稱：基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖陀螺信號檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖陀螺信號檢測 裝置。
背景技術：
諧振腔光纖陀螺(Resonator Fiber Optic Gyro， R-FOG)是利用光學Sagnac 效應實現對轉動檢測的一種高精度的慣性傳感器件。由于Sagnac效應是一種非 常微弱的效應，系統中信號調制和檢測技術具有非常重要的地位。常用的檢測 電路由調制信號發生器和模擬解調信號組成。相對于模擬檢測系統，數字檢測 系統穩定性高、設計靈活，可以有效抑制1//噪聲和溫度等引起的漂移噪聲。
直接數字頻率合成(Direct Digital Frequency Synthesis, DDS)技術的關鍵 是相位/幅度轉換部分，常用的方法有存儲器(Read-Only Memory, ROM)査表 法、泰勒級數法、坐標旋轉數字計算機(Coordinate Rotation Digital Computer, CORDIC)算法等。ROM查表法所需的ROM表容量隨精度要求的提高呈指數 增長，不易于在現場可編程門陣列芯片(FiddProgrammable Gate Array ， FPGA) 中實現。隨著集成電路水平的提高，高精度的頻率合成技術可用實時計算來代 替ROM査找表結構。泰勒級數法由于用到大量的乘法運算亦不易于在FPGA中 實現。坐標旋轉數字計算機算法于1959年由J. Voider提出，通過加/減、移位運 算即可完成高精度的相位-幅度轉換，非常適合在FPGA中實現。
針對R-FOG系統，提出了基于坐標旋轉數字計算機算法的全數字信號檢測 的方法。通過單片現場可編程門陣列芯片即可同時實現調制信號的產生、信號 的同步解調和數字信號處理，使R-FOG檢測系統更加穩定、靈活。
發明內容
本發明的目的是提供一種基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖陀螺 信號檢測裝置。
基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖陀螺的信號檢測裝置中的激光 器與第一耦合器、第一相位調制器、第一光纖環形器、第二耦合器、第二光纖 環形器、第二相位調制器、第一耦合器相連接；第一相位調制器與第一數/模轉 換器相連接；第二相位調制器與第二數/模轉換器相連接；第一光纖環形器與第 一光電探測器、第一信號采樣通道、第一模/數轉換器相連接；第二光纖環形器與第二光電探測器、第二信號采樣通道、第二模/數轉換器相連接；第二耦合器 與光纖諧振環相連接；第三數/模轉換器與反饋電路、激光器相連接；第四數/模 轉換器與陀螺信號輸出通道相連接；現場可編程門陣列芯片分別與第一數/模轉 換器、第二數/模轉換器、第三數/模轉換器、第四數/模轉換器、第一模/數轉換 器、第二模/數轉換器相連接。
所述的信號采樣通道的電路為第一運算放大器的正輸入端作為信號輸入 端，第一運算放大器的負輸入端與第一運算放大器的輸出端相連接，第一運算 放大器的輸出端與第一電容的一端相連接；第一電容的另一端與第一電阻、第 二電阻的一端相連接，第一電阻的另一端接地；第二運算放大器的正輸入端與 第二電阻的另一端相連接，第二運算放大器的負輸入端與第三電阻、第四電阻 的一端相連接，第二運算放大器的輸出端與第四電阻的另一端、第二電容的一 端相連接，第三電阻的另一端接地；第二電容的另一端與第五電阻的一端、第 三電容的一端相連接，第三電容的另一端與第六電阻的一端、第三運算放大器 的正輸入端相連接，第六電阻的另一端接地；第三運算放大器的負輸入端與第 七電阻的一端、第八電阻的一端相連接，第三運算放大器的輸出端與第五電阻 的另一端、第八電阻的另一端、第九電阻的一端相連接，第七電阻的另一端接 地；第九電阻的另一端與第十電阻的一端、第四電容的一端相連接；第四運算 放大器的正輸入端與第十電阻的另一端、第五電容的一端相連接，第四運算放 大器的負輸入端與第十一電阻的一端、第十二電阻的一端相連接，第四運算放 大器的輸出端與第四電容的另一端、第十二電阻的另一端相連接，第十一電阻 的另一端、第五電容的另一端接地。
所述的反饋電路的電路為第十三電阻的一端作為輸入端，第十三電阻的 另一端與第六電容的一端、第十四電阻的一端相連接；第五運算放大器的正輸 入端與第十四電阻的另一端、第七電容的一端相連接，第五運算放大器的負輸 入端與第十五電阻的一端、第十六電阻的一端相連接，第五運算放大器的輸出 端與第六電容的另一端、第十六電阻的另一端、第十七電阻的一端相連接，第 十五電阻的另一端、第七電容的另一端接地；第六運算放大器的正輸入端與第 十八電阻的一端相連接，第六運算放大器的負輸入端與第十七電阻的另一端、 第十九電阻的一端相連接，第六運算放大器的輸出端與第十九電阻的另一端、 第二十二電阻的一端相連接，第十八電阻的另一端接地；第七運算放大器的正 輸入端與第二十一電阻的一端相連接，第七運算放大器的負輸入端與第二十二
電阻的另一端、第二十三電阻的一端、第二十五電阻的一端相連接，第七運算放大器的輸出端與第二十五電阻的另一端相連接，第二十一電阻的另一端接地； 第二十三電阻的另一端與第二十電阻的一端、第二十四電阻的一端相連接，第 二十電阻的另一端與電源相連接，第二十四電阻的另一端接地。
所述的陀螺信號輸出通道的電路為第二十六電阻的一端作為輸入端，第 二十六電阻的另一端與第八電容的一端、第二十七電阻的一端相連接；第八運 算放大器的正輸入端與第二十七電阻的另一端、第九電容的一端相連接，第八 運算放大器的負輸入端與第二十八電阻的一端、第二十九電阻的一端相連接，
第八運算放大器的輸出端與第八電容的另一端、第二十九電阻的另一端相連接，
第九電容的另一端、第二十八電阻的另一端接地。
本發明具有的有益效果
1) 本發明應用基于坐標旋轉數字計算機算法，通過現場可編程門陣列芯片實 現正弦波調制信號的產生和同步解調，系統精度由算法中的迭代次數和數據字
長決定，可實現高精度；
2) 本發明在現場可編程門陣列芯片中，可在線靈活配置調制信號的幅度、相 位和頻率；
3) 本發明通過單片現場可編程門陣列芯片，實現兩路調制信號的產生、同步 解調和信號處理，有利于諧振式光纖陀螺檢測系統的穩定和集成化；
4) 本發明采用光纖環形器，可避免光纖環形諧振腔中的光波返回激光器，從 而對激光器的穩定性產生影響。
圖1是基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖陀螺系統裝置結構圖2是坐標旋轉數字計算機算法的原理示意圖3是逆時針光路信號調制、解調系統框圖4是信號采樣通道框圖5是調諧激光器輸出光頻率的反饋電路框圖6是陀螺信號輸出通道框圖中激光器l、反饋電路2、第一耦合器3、第一相位調制器4、第一數/ 模轉換器5、第二數模轉換器6、第二相位調制器7、第三數/模轉換器8、現場 可編程門陣列芯片9、第四數/模轉換器10、第一模/數轉換器11、第二模/數轉 換器12、陀螺信號輸出通道13、第一信號采樣通道14、第二信號采樣通道15、 第一光纖環形器16、第一光電探測器17、第二光電探測器18、第二光纖環形器 19、第二耦合器20、光纖諧振環21。
具體實施例方式
圖1所示，基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖陀螺的信號檢測裝
置中的激光器1與第一耦合器3、第一相位調制器4、第一光纖環形器16、第二 耦合器20、第二光纖環形器19、第二相位調制器7、第一耦合器3相連接；第 一相位調制器4與第一數/模轉換器5相連接；第二相位調制器7與第二數/模轉 換器6相連接；第一光纖環形器16與第一光電探測器17、第一信號采樣通道 14、第一模/數轉換器11相連接；第二光纖環形器19與第二光電探測器18、第 二信號采樣通道15、第二模/數轉換器12相連接；第二耦合器20與光纖諧振環 21相連接；第三數/模轉換器8與反饋電路2、激光器l相連接；第四數/模轉換 器10與陀螺信號輸出通道13相連接；現場可編程門陣列芯片9分別與第一數/ 模轉換器5、第二數/模轉換器6、第三數/模轉換器8、第四數/模轉換器10、第 一模/數轉換器11、第二模/數轉換器12相連接。
由激光器1發出的激光經50%耦合器3分成兩束，這兩束激光分別經過相位 調制器(Phase Modulator, PM) 4和7進行調制，再由光纖耦合器20耦合進入 光纖諧振環(Fiber ring resonator, FRR)，形成逆時針(Counter Clockwise, CCW) 和順時針(Clockwise, CW)的兩個諧振光束，分別由光纖環形器19和16耦合 到光電探測器18和17;從光電探測器18出來的信號經過信號采樣通道15后由 高速模/數轉換器12送入現場可編程門陣列芯片9，由現場可編程門陣列芯片解 調提取諧振頻率偏差，用以控制激光器輸出光頻率，從而使激光頻率鎖定在CCW 光路諧振點；從光電探測器17出來的信號經過信號采樣通道14后由高速模/數 轉換器11送入現場可編程門陣列芯片9，由現場可編程門陣列芯片解調后經過 高速數/模轉換器10和陀螺信號輸出通道13后，給出陀螺開環角速度信號。
基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖陀螺信號檢測方法，包括調制 信號的產生方法和調制信號的解調方法兩部分
圖2給出了逆時針光路信號調制、解調系統框圖。虛線框圖表示FPGA芯 片，產生正弦波調制信號，通過驅動相位調制器對光波進行相位調制，同時通 過對光電探測器的輸出信號進行同步解調。
調制信號的產生方法為正弦波信號由一個累加器和一個CORDIC算法的 相位/幅度轉換模塊產生。在時鐘控制下，現場可編程門陣列芯片中的一個頻率 控制字(Frequency Control Word，FCW)寄存器控制產生正弦波的頻率；頻率控 制寄存器作為一個相位累加器的輸入，相位累加器輸出的相位值作為一個相位/ 幅度轉換模塊的輸入相位量Zc， Zo是需要計算三角函數值的相位量；相位/幅度轉換模塊的輸入初始向量坐標值x。設置為一定值，yo設置為0，此時相位/幅度 轉換模塊的輸出xn和yN分別給出輸入相位量zo的正弦和余弦函數值，輸出xN 通過一個數/模轉換器產生正弦波電壓信號作為調制信號；
調制信號的解調方法為在時鐘控制下，現場可編程門陣列芯片中的一個 相位控制字(Phase Control Word, PCW)寄存器控制調制信號與被解調信號之間 的相位差；相位控制寄存器和調制信號產生方法中的相位累加器的輸出作為一 個加法器的兩個輸入信號，加法器輸出的相位值作為一個相位/幅度轉換模塊的 輸入相位量Z()， zo是需要計算三角函數值的相位量；通過一個模/數轉換器對含 有調制信號頻率分量的信號進行采樣，其采樣值作為相位/幅度轉換模塊的輸入 初始向量坐標值xo， yo設置為0;相位/幅度轉換模塊的輸出^通過一個低通濾 波器(Low Pass Filter, LPF)，給出正弦波同步幅度解調信號值，再經過一個數/ 模轉換器得到電壓解調信號。將電壓解調信號，通過反饋電路(FeedbackCircuit, FBC)調諧激光器輸出光頻率，使激光頻率鎖定在CCW光路的諧振頻率上。
所述的相位/幅度轉換模塊為相位/幅度轉換的過程是通過一系列的子角度 旋轉操作的迭代來實現；相位/幅度轉換模塊的輸入參量為相位量Zo、初始向量 坐標值xo和y。；將y。設置為0，當其子角度旋轉操作迭代次數N趨于無窮時， 相位/幅度轉換模塊的輸出x"卩yw分別趨于xcrsin(zo)和X(rcos(Z())， Zn趁于0。從 而實現相位/幅度的轉換。
所述的一系列的子角度旋轉操作的迭代為
坐標旋轉數字計算機算法有旋轉和定向兩種模式。旋轉模式的基本概念是將 x軸上的單位向量通過一系列的子角度旋轉6j (j是整數)旋轉到預定的角度上。
經過N次的子角度旋轉操作，即可得到正弦值sine和余弦值cose，其中e是所有
子角度6j之和。
圖3所示為坐標旋轉數字計算機算法的原理示意圖，向量^(Xj，yj)經過子角 度ej旋轉操作得到向量^+7(Xj+1，yj+1)，其關系可表示為
巧+i = (5 _乃.tan《).cos《 (i )
力+1 =(巧+ JCy' tan《.).cos《
為了易于在FPGA中通過簡單的加/減、移位運算實現上式的運算，旋轉子角 度9j設為
《=《.arctan(2力)
- (2)其中，5j取+l或-l。經過N次子角度旋轉，校正因子A:定義為
"rK=n^W (3)
乂=0 y=o "十z
通過K將初始單位向量預校正為&(《,0)，可避免(1)式中每次子角度旋轉操 作中的幅度放大因子cos《。因此CORDIC算法的子角度旋轉操作表示為
、,、—《.>V2" /+1 = 2y -《.arctan (2力)
其中，X(T《,y(H)，z。是預定要計算正弦值和余弦值的角度e，當ZjX)或ZjO時， Sj分別取為+ l和一l。當子角度旋轉操作次數N為無限大時，xw和yw分別等 于cos(e)和sin(e)，從而實現了相位/幅度的轉換。根據(2)式，子旋轉角度之 和的最大值可表示為
《隨=f]arctan(2-') 1.7433 (99.9。) ( 5 )
為使CORDIC算法角度計算的范圍0覆蓋土180。，可增加兩次j=0的子角度旋轉 操作。修正后的CORDIC算法相位/幅度轉換操作可以描述為
>W=>0+《.^ 7《2
,…U (6)
,力+1=^+《.1,2".+2 _/>2 = .-《. arctan (2~'+2)
由于增加了兩次j-O的子角度旋轉操作，7V為迭代操作的總次數，校正因子《 修正為
W-3 iW-3 i
"C;別j7^7 (7)
乂=0 Zy=0 Y 1十Z
因此，(6)式中的Xj、 yj和Zj作為子角度旋轉操作的輸入變量，xj+1、 yj+jnzj+1 為子角度旋轉操作的輸出變量，(6)式在現場可編程門陣列芯片中通過加/減、 移位運算實現；X(T^:， ycrO,z。的輸入是要計算三角函數值的角度值； 一系列的 子角度旋轉操作迭代的次序為j=0， 1,2，3......。
9設總迭代次數為N， (6)式描述的基于CORDIC算法的相位/幅度轉換模塊 的誤差可表示為
由(8)式可以看出，算法的精度由迭代次數和運算操作中的數據寄存器的位數 決定，因此可在線調整算法的精度，可以達到很高的精度。
圖4所示，所述的信號采樣通道的電路為第一運算放大器1的正輸入端 作為信號輸入端，第一運算放大器1的負輸入端與第一運算放大器1的輸出端 相連接，第一運算放大器l的輸出端與第一電容Ci的一端相連接；第一電容Q
的另一端與第一電阻R。第二電阻R2的一端相連接，第一電阻R,的另一端接
地；第二運算放大器的正輸入端與第二電阻R2的另一端相連接，第二運算放大 器的負輸入端與第三電阻R3、第四電阻R4的一端相連接，第二運算放大器的輸 出端與第四電阻R4的另一端、第二電容C2的一端相連接，第三電阻R3的另一
端接地；第二電容C2的另一端與第五電阻Rs的一端、第三電容Q的一端相連
接，第三電容C3的另一端與第六電阻R6的一端、第三運算放大器的正輸入端相 連接，第六電阻R6的另一端接地；第三運算放大器的負輸入端與第七電阻R7 的一端、第八電阻Rg的一端相連接，第三運算放大器的輸出端與第五電阻R5 的另一端、第八電阻Rg的另一端、第九電阻R9的一端相連接，第七電阻R7的 另一端接地；第九電阻R9的另一端與第十電阻Ru)的一端、第四電容Q的一端 相連接；第四運算放大器的正輸入端與第十電阻Ru)的另一端、第五電容Cs的 一端相連接，第四運算放大器的負輸入端與第十一電阻Ru的一端、第十二電阻
R,2的一端相連接，第四運算放大器的輸出端與第四電容C4的另一端、第十二電 阻R,2的另一端相連接，第十一電阻Ru的另一端、第五電容C5的另一端接地。
信號采樣通道由光電探測器與電壓跟隨器、RC高通濾波器、放大器、帶通 濾波器、模/數轉換器相連接組成。信號采樣通道對光電探測器的輸出信號進行 濾波和預放大處理。由于被檢測信號微弱，而噪聲相對較大，因此要求信號通 道的前置放大器具備低噪聲、高增益和大的動態范圍，同時需滿足與光電探測 器的輸出阻抗相匹配，具有較高的共模抑制比，以達到最佳的噪聲抑制性能。
圖4為信號采樣通道框圖。帶通濾波器(Band Pass Filter, BFP)，由低通濾 波器(Low Pass Filter, LPF)和高通濾波器(High Pass Filter, HPF)組合而成， 對被解調信號進行選頻。LPF和HPF均采用有源二階結構，光電探測器與一跟 隨器相連進行阻抗匹配。跟隨器由第一運算放大器組成；第一電容C,和第一電阻R,組成隔直流電路；放大電路由第二運算放大器和第二電阻R2、第三電阻 R3、第四電阻R4組成；高通濾波器由第三運算放大器和第二電容C2、第三電容 C3、第五電阻Rs、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻Rg組成；低通濾波器
由第四運算放大器和第四電容C4、第五電容C5、第九電阻R9、第十電阻Rn)、
第十一電阻Ru、第十二電阻R^組成。
調諧激光器輸出光頻率的控制信號通道由數/模轉換器、反饋電路、激光器 相接組成。
圖5所示為所述的反饋電路2的電路框圖第十三電阻Ru的一端作為輸入 端，第十三電阻Ru的另一端與第六電容C6的一端、第十四電阻Rw的一端相連 接；第五運算放大器的正輸入端與第十四電阻R"的另一端、第七電容C7的一 端相連接，第五運算放大器的負輸入端與第十五電阻R15的一端、第十六電阻 &6的一端相連接，第五運算放大器的輸出端與第六電容C6的另一端、第十六電 阻R,6的另一端、第十七電阻Rn的一端相連接，第十五電阻R!5的另一端、第 七電容C7的另一端接地；第六運算放大器的正輸入端與第十八電阻Ris的一端 相連接，第六運算放大器的負輸入端與第十七電阻Rn的另一端、第十九電阻 Rw的一端相連接，第六運算放大器的輸出端與第十九電阻R,9的另一端、第二 十二電阻R22的一端相連接，第十八電阻R!s的另一端接地；第七運算放大器的 正輸入端與第二十一電阻R^的一端相連接，第七運算放大器的負輸入端與第二
十二電阻R22的另一端、第二十三電阻R23的一端、第二十五電阻R25的一端相 連接，第七運算放大器的輸出端與第二十五電阻R25的另一端相連接，第二十一
電阻R21的另一端接地；第二十三電阻R23的另一端與第二十電阻R2Q的一端、
第二十四電阻R24的一端相連接，第二十電阻R20的另一端與電源相連接，第二 十四電阻R24的另一端接地。
反饋電路由低通濾波器、反相放大器、反相加法器組成。由于激光器頻率 調諧端不能加負電壓，因此需要加法器作為電平移位電路。低通濾波器由第五
運算放大器和第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻 R16、第六電容C6、第七電容C7組成；反相放大器由第六運算放大器和第十七 電阻Rn、第十八電阻R^、第十九電阻Rw組成；第二十電阻R加、第二十四電 阻R24提供一個直流平移電平；反相加法器由第七運算放大器和第二十一電阻
R21、第二十二電阻R22、第二十三電阻R23、第二十五電阻R25組成。
FPGA計算出的信號解調值，通過數/模轉換器、低通濾波器輸出，此信號 即為陀螺轉動信號。圖6所示為所述的陀螺信號輸出通道13的電路框圖第二十六電阻&6的
一端作為輸入端，第二十六電阻R2e的另一端與第八電容Q的一端、第二十七 電阻R27的一端相連接；第八運算放大器的正輸入端與第二十七電阻R27的另一 端、第九電容C9的一端相連接，第八運算放大器的負輸入端與第二十八電阻1128 的一端、第二十九電阻R29的一端相連接，第八運算放大器的輸出端與第八電容
Cs的另一端、第二十九電阻R29的另一端相連接，第九電容C9的另一端、第二 十八電阻R28的另一端接地。
低通濾波器采用有源二階低通濾波器，由第八運算放大器和第二十六電阻
R26、第二十七電阻R"、第二十八電阻R28、第二十九電阻R29、第八電容Cs、 第九電容Cg組成。
權利要求
1.一種基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖陀螺的信號檢測裝置，其特征在于激光器(1)與第一耦合器(3)、第一相位調制器(4)、第一光纖環形器(16)、第二耦合器(20)、第二光纖環形器(19)、第二相位調制器(7)、第一耦合器(3)相連接；第一相位調制器(4)與第一數/模轉換器(5)相連接；第二相位調制器(7)與第二數/模轉換器(6)相連接；第一光纖環形器(16)與第一光電探測器(17)、第一信號采樣通道(14)、第一模/數轉換器(11)相連接；第二光纖環形器(19)與第二光電探測器(18)、第二信號采樣通道(15)、第二模/數轉換器(12)相連接；第二耦合器(20)與光纖諧振環(21)相連接；第三數/模轉換器(8)與反饋電路(2)、激光器(1)相連接；第四數/模轉換器(10)與陀螺信號輸出通道(13)相連接；現場可編程門陣列芯片(9)分別與第一數/模轉換器(5)、第二數/模轉換器(6)、第三數/模轉換器(8)、第四數/模轉換器(10)、第一模/數轉換器(11)、第二模/數轉換器(12)相連接。
2. 根據權利要求1所述的一種基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖 陀螺信號檢測裝置，其特征在于所述的第一、第二信號采樣通道的電路為第 一運算放大器的正輸入端作為信號輸入端，第一運算放大器的負輸入端與第一 運算放大器的輸出端相連接，第一運算放大器的輸出端與第一電容(C》的一 端相連接；第一電容(C。的另一端與第一電阻(Ri)、第二電阻(R2)的一端 相連接，第一電阻(R。的另一端接地；第二運算放大器的正輸入端與第二電 阻(R2)的另一端相連接，第二運算放大器的負輸入端與第三電阻(R3)、第四 電阻(R4)的一端相連接，第二運算放大器的輸出端與第四電阻(R4的另一端、 第二電容(C2的一端相連接，第三電阻(R3的另一端接地；第二電容(C2的另一端與第五電阻(R5)的一端、第三電容(C3)的一端相連接，第三電容(C3) 的另一端與第六電阻(R6)的一端、第三運算放大器的正輸入端相連接，第六 電阻(R6)的另一端接地；第三運算放大器的負輸入端與第七電阻(R7)的一 端、第八電阻(Rg)的一端相連接，第三運算放大器的輸出端與第五電阻(R5) 的另一端、第八電阻(Rs)的另一端、第九電阻(R9)的一端相連接，第七電 阻(R7)的另一端接地；第九電阻(R9)的另一端與第十電阻(R1())的一端、 第四電容(C4)的一端相連接；第四運算放大器的正輸入端與第十電阻(R1()) 的另一端、第五電容(C5)的一端相連接，第四運算放大器的負輸入端與第十 一電阻(Ru)的一端、第十二電阻(R12)的一端相連接，第四運算放大器的輸 出端與第四電容(C4)的另一端、第十二電阻(R12)的另一端相連接，第十一電阻(Ru)的另一端、第五電容(C5)的另一端接地。
3. 根據權利要求1所述的一種基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖 陀螺信號檢測裝置，其特征在于所述的反饋電路(2)的電路為第十三電阻(Rj3) 的一端作為輸入端，第十三電阻(R13)的另一端與第六電容(C6)的一端、第 十四電阻(R14)的一端相連接；第五運算放大器的正輸入端與第十四電阻(R14) 的另一端、第七電容(C7)的一端相連接，第五運算放大器的負輸入端與第十 五電阻(R15)的一端、第十六電阻(R16)的一端相連接，第五運算放大器的輸 出端與第六電容(C6)的另一端、第十六電阻(R16)的另一端、第十七電阻(R17) 的一端相連接，第十五電阻(R15)的另一端、第七電容(C7)的另一端接地； 第六運算放大器的正輸入端與第十八電阻(R18)的一端相連接，第六運算放大 器的負輸入端與第十七電阻(R17)的另一端、第十九電阻(R19)的一端相連接， 第六運算放大器的輸出端與第十九電阻(R19)的另一端、第二十二電阻(R22) 的一端相連接，第十八電阻(R18)的另一端接地；第七運算放大器的正輸入端 與第二十一電阻(R21)的一端相連接，第七運算放大器的負輸入端與第二十二 電阻(R22)的另一端、第二十三電阻(R23)的一端、第二十五電阻(R25)的 一端相連接，第七運算放大器的輸出端與第二十五電阻(R25)的另一端相連接， 第二十一電阻(R21)的另一端接地；第二十三電阻(R23)的另一端與第二十電 阻(R2C)的一端、第二十四電阻(R24)的一端相連接，第二十電阻(R2())的另一端與電源相連接，第二十四電阻(R24的另一端接地。
4. 根據權利要求1所述的一種基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖 陀螺信號檢測裝置，其特征在于所述的陀螺信號輸出通道(13)的電路為第 二十六電阻(R26)的一端作為輸入端，第二十六電阻(R26)的另一端與第八電 容(C8)的一端、第二十七電阻(R27)的一端相連接；第八運算放大器的正輸 入端與第二十七電阻(R27)的另一端、第九電容(C9)的一端相連接，第八運算放大器的負輸入端與第二十八電阻(R28)的一端、第二十九電阻(R29)的一 端相連接，第八運算放大器的輸出端與第八電容(C8)的另一端、第二十九電 阻(R29)的另一端相連接，第九電容(C9)的另一端、第二十八電阻(R28)的 另一端接地。
全文摘要
本發明公開了一種基于坐標旋轉數字計算機算法的諧振式光纖陀螺信號檢測裝置。檢測方法包括調制信號的產生和信號的解調方法，均采用基于坐標旋轉數字計算機算法的相位/幅度轉換模塊實現。檢測裝置包括激光器、耦合器、相位調制器、光纖環形器、光電探測器、現場可編程門陣列芯片、數/模轉換器、模/數轉換器、信號采樣通道、反饋電路、信號輸出通道。本發明應用坐標旋轉數字計算機算法，通過單片現場可編程門陣列芯片實現兩路調制信號的產生、解調和信號處理，可編程配置調制信號的幅度、相位和頻率，利于檢測系統的穩定和集成，算法精度由迭代次數和數據字長決定；采用光纖環形器避免光纖環中的光波返回激光器，影響激光器穩定性。
文檔編號G01C19/72GK101614545SQ20091014927
公開日2009年12月30日 申請日期2007年10月23日 優先權日2007年10月23日
發明者楊志懷, 金仲和, 馬慧蓮 申請人:浙江大學