一種可輸出姿態方位角的光纖陀螺儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種光纖陀螺儀，尤其是涉及一種可輸出姿態方位角的光纖陀螺儀。
【背景技術】
[0002]陀螺儀是一種角速率傳感器，是敏感相對慣性空間角運動的裝置，是目前用于確定運動體空間運動姿態的主要傳感器，可應用于海陸空天各種領域。光纖陀螺儀具有精度高，體積小，抗震動等優良特性廣泛應用。由于現有光纖陀螺儀輸出均為角速率解算單元解算得到的角速率，系統使用時需采用額外的電路板及配套外設進行數據采集和姿態解算。為了降低系統的開發難度，硬件成本，體積等要求，急需一種直接可輸出姿態方位角的光纖陀螺儀。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種體積小、功能強大的可輸出姿態方位角的光纖陀螺儀。
[0004]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0005]—種可輸出姿態方位角的光纖陀螺儀，包括光信號回路模塊和電路模塊，所述的光信號回路模塊的終點光信號經探測器轉換為電信號輸出至電路模塊，所述的電路模塊包括解算芯片，其特征在于，所述的解算芯片為用于姿態解算的FPGA芯片。
[0006]所述的解算芯片內設有時鐘電路。
[0007]所述的電路模塊還包括前放電路、模數轉換器、數模轉換器和后放電路，所述的前放電路、模數轉換器、解算芯片、數模轉換器和后放電路依次連接，所述的前放電路與探測器連接，所述的后放電路與光信號回路模塊連接。
[0008]所述的解算芯片設有輸出接口，所述的輸出接口連有顯示器。
[0009]所述的顯示器為段碼顯示屏。
[0010]所述的光信號回路模塊包括光源、耦合器、Y波導、光纖環和探測器。
[0011 ]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:
[0012](I)將姿態方位的計算過程集成到光纖陀螺儀內部的FPGA芯片上進行計算，在現有的數字閉環光纖陀螺儀上增加姿態解算算法并將解算得到的姿態方位角輸出，相比傳統光纖陀螺儀再配一塊DSP解算電路板組成的系統，具有成本低，體積小，使用簡單的優點。
[0013](2 )FPGA芯片具有強大的數據處理能力和較高的運行速度，可以用VHDL或verilogHDL來編程，靈活性強，由于能夠進行編程、除錯、再編程和重復操作，因此可以充分地進行設計開發和驗證。
[0014](3)姿態解算單元得到姿態方位角，可通過顯示屏直接顯示出來。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型光纖陀螺儀組成結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。本實施例以本實用新型技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護范圍不限于下述的實施例。
[0017]實施例
[00? 8]如圖1所不，一種可輸出姿態方位角的光纖陀螺儀，包括光信號回路模塊和電路模塊，光信號回路模塊包括依次連接的光源1、耦合器2、Y波導3、光纖環4和探測器5。
[0019]光源I產生波長和功率穩定的光信號，與耦合器2相連。光信號經過耦合器2進入Y波導3，Y波導3將一束光分為兩束相干光，并且可對相干光信號進行相位調制。光纖環4是敏感角速率的部件。兩束光經過光纖環4又回到Y波導3，發生干涉。干涉光經過耦合器2進入探測器5。探測器5將光強信號轉換為電壓信號。
[0020]光信號回路模塊的終點光信號經探測器5轉換為電信號輸出至電路模塊，電路模塊包括依次連接的前放電路6、模數轉換器7、解算芯片8、數模轉換器9和后放電路10，前放電路6與探測器5連接，后放電路10與Y波導3連接。光源通過耦合器2，向各個敏感元件頭供應光能量。光信號回路的終點由探測器5承接匯總，經過前放電路6、模數轉換器7轉換成數字信號，由解算芯片8實施陀螺算法，而后通過數模轉換器9、后放電路10驅動Y波導3進行光電控制，完成整個工作循環，同時FPGA把處理得到的結果送給解算芯片8上的輸出接口 11送出。
[0021]本實用新型的解算芯片8為集成了角速率解算單元和姿態解算單元的FPGA芯片，能直接輸出姿態方位角。
[0022]FPGA(現場可編程門陣列)是以硬件描述語言(Verilog或VHDL)所完成的電路設計，可以經過簡單的綜合與布局，快速的燒錄至FPGA上進行測試，是現代IC設計驗證的技術主流。這些可編輯元件可以被用來實現一些基本的邏輯門電路(比如AND、OR、XOR、NOT)或者更復雜一些的組合功能比如解碼器或數學方程式。編程無須專用的FPGA編程器，只須用通用的EPR0M、PR0M編程器即可。當需要修改FPGA功能時，只需換一片EPROM即可。這樣，同一片FPGA，不同的編程數據，可以產生不同的電路功能。因此，它的使用非常靈活。可以說，FPGA芯片是小批量系統提高系統集成度、可靠性的最佳選擇之一。當電路有少量改動時，更能顯示出FPGA的優勢，其現場編程能力可以延長產品在市場上的壽命。因此將FPGA芯片用作光纖陀螺儀的解算芯片，有利于降低產品開發及制造成本。
[0023]解算芯片8設有輸出接口11，所述的輸出接口 11連有顯示器，可實時顯示光纖陀螺儀測量得到的角速率以及姿態方位角，顯示器為段碼顯示屏。解算芯片8內設有時鐘電路，用作采樣的時鐘信號。
【主權項】
1.一種可輸出姿態方位角的光纖陀螺儀，包括光信號回路模塊和電路模塊，所述的光信號回路模塊的終點光信號經探測器(5)轉換為電信號輸出至電路模塊，所述的電路模塊包括解算芯片(8)，其特征在于，所述的解算芯片(8)為用于姿態解算的FPGA芯片。2.根據權利要求1所述的一種可輸出姿態方位角的光纖陀螺儀，其特征在于，所述的解算芯片(8)內設有時鐘電路。3.根據權利要求1所述的一種可輸出姿態方位角的光纖陀螺儀，其特征在于，所述的電路模塊還包括前放電路(6)、模數轉換器(7)、數模轉換器(9)和后放電路(10)，所述的前放電路(6)、模數轉換器(7)、解算芯片(8)、數模轉換器(9)和后放電路(10)依次連接，所述的前放電路(6)與探測器(5)連接，所述的后放電路(10)與光信號回路模塊連接。4.根據權利要求1所述的一種可輸出姿態方位角的光纖陀螺儀，其特征在于，所述的解算芯片(8)設有輸出接口( 11)，所述的輸出接口( 11)連有顯示器。5.根據權利要求4所述的一種可輸出姿態方位角的光纖陀螺儀，其特征在于，所述的顯示器為段碼顯示屏。6.根據權利要求1所述的一種可輸出姿態方位角的光纖陀螺儀，其特征在于，所述的光信號回路模塊包括光源(1)、耦合器(2)、Y波導(3)、光纖環(4)和探測器(5)。
【專利摘要】本實用新型涉及一種可輸出姿態方位角的光纖陀螺儀，包括光信號回路模塊和電路模塊，所述的光信號回路模塊的終點光信號經探測器(5)轉換為電信號輸出至電路模塊，所述的電路模塊包括解算芯片(8)，所述的解算芯片(8)為集成了角速率解算單元和姿態解算單元的FPGA芯片。與現有技術相比，本實用新型將姿態方位的計算過程集成到光纖陀螺儀內部的FPGA芯片上進行計算，相比傳統光纖陀螺儀具有成本，具有成本低、體積小、使用簡單、靈活性強、可重復編程、精度高的優點。
【IPC分類】G01C19/72
【公開號】CN205352406
【申請號】CN201521080116
【發明人】李陽, 張斌, 虞翔, 馮唐榮, 戚帥
【申請人】上海亨通光電科技有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月22日