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infotek 2021-07-07 10:02

OptiSystem应用:光纤陀螺仪系统设计

光纤陀螺仪系统设计:DC检测方法[1] >~rlnRX  
!|xB>d q?  
使用理想元件,输出光电流(I)为 $7DW-TA  
{~&Q"8 }G  
(1) 8\{z>y  
;J,(YNI 1  
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 EG3,TuDH8  
f%@~|:G:  
(2) "%Y=+  
+71<B>L   
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 aMhVO(+FW  
0t^FM<7G  
(3) {<gv1Yht  
v { >3)$1  
其中 L 是光线长度, D 是环直径, λ 是光源波长,由此来确定环路Ω 的角速度。注意,由于等式(1)具有余弦,因此直流技术无法区分正负速度。 4BCe;Q^6  
iLuC_.'u=  
图1.FOG DC检测布局 HS{Vohy>  
光纤陀螺仪系统设计:相位调制方法[2] ?#=xx.cF  
i83~&Q=  
当尝试测量非常低的角旋转速率时,DC方法不是很准确,所以通常使用相位调制技术。 对于该设置,光检测信号 8CZfz!2  
b-VygLN  
(4) 3;BIwb_  
[m0X kvd  
将相位调制器幅度选择到+/-0.9 rad ,给出最大化J1(Φm) = 0.581517 的项Φm = 1.8 。提取调制频率ωm的余弦级数 [5?Dov^j 3  
h>\C2Q  
(5) F6[F~^9D  
<z,)4z++  
公式3得到角速度。我们可以重新排列找到φ_𝑠,然后再次使用公式(3)找到角速度。 注意,在这种情况下,由于等式(5)具有正弦关系,所以我们可以确定角速度的大小和方向。另外,在这种情况下, 在等式(2)中,零速电流不是𝐼_𝑜=𝜎𝑃/2 而是 𝐼_𝑜=𝜎𝑃/8因为在光到达光电二极管的时候,其功率已经被耦合器减半了三次。 "Esl I  
^%9oeT{  
图2.OptiSystem设计的调制技术原理图(资料来源:REF)(注:光纤偏振器未包含在设计中)
j9[I6ko5'  
对于以下的OptiSystem设计,角速度已设置为7.27e-5rad / s(地球的转速)。 I-FOG的设置显示在红色框中(在全局参数下)。 通过使用相移分量来应用萨格纳克相移,计算如下: A|r3c?q  
t!qLgJ5%y  
:IS?si5|  
1$vGQ  
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。 r9_ ON|  
-[-oz0`Sl{  
图3.FOG 相位调制
/o;L,mcx*  
[1] http://www.jgorasia.com/Files/Spring10/Instrumentation/FOGreport.pdf (Accessed 24 Jan 2017). w!20  
kx;X:I(5&P  
1 6zxPSTr}  
QQ:2987619807 M<w.q|P  
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