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    [分享]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: 2021-07-07
    光纤陀螺仪系统设计:DC检测方法[1] 3OqX/z,  
    uB.-t^@  
    使用理想元件,输出光电流(I)为 nCxAQ|P?  
    qr(`&hB-L  
    (1) D!LX?_cD1i  
    I9y.e++/  
    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 F[`ZqW  
    eC`pnE  
    (2) y2yKm1<Ru<  
    H{G{H=K_  
    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 3Rv7Qx  
    lE#m]D  
    (3) ,"?A2n-qO  
    f-RK,#^?,  
    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。 +8P,s[0<R_  
    WE!vSZ3R  
    图1.FOG DC检测布局 ^4$ 'KIq  
    光纤陀螺仪系统设计:相位调制方法[2] 4sF v?W  
    % 4 ~l  
    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 ~oD8Rnf  
    )mN9(Ob!  
    (4) \E4B&!m  
    /!&R9!6 :  
    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 zA+@FR?  
    3sm M,fi  
    (5) / !xF?OmVd  
    hkL5HzWn  
    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。 pw020}`  
    t-e5ld~a  
    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)
    &*,:1=p  
    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: '\DSTr:N  
    H#d:kilNy  
    )LHj+B  
    udqS'g&  
    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。 @9G- m(?*  
    30cd| S?  
    图3.FOG 相位调制
    y&J@?Hc>  
    [1] http://www.jgorasia.com/Files/Spring10/Instrumentation/FOGreport.pdf (Accessed 24 Jan 2017). \c`oy=qY0  
    <9A@`_';Aq  
    TYgQJW?  
    QQ:2987619807 _%@=Uc6V  
     
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