采用開關(guān)電路消除尖峰脈沖的陀螺及其理論分析

張書穎，左文龍，惠 菲，陳 馨，高洪宇

（天津航海儀器研究所，天津 300131）

誤差項(xiàng)經(jīng)過化簡之后為

結(jié)合前文分析的波形占空比因素，假設(shè)一組典型參數(shù)為

器后端與解調(diào)電路前級(jí)放大器前端插入一個(gè)采樣保持電路即開關(guān)電路，根據(jù)尖峰脈沖的出現(xiàn)時(shí)間斷開該電路，在有用信號(hào)的出現(xiàn)時(shí)間閉合該電路進(jìn)行采樣，并在數(shù)字邏輯電路處給出電開關(guān)的同步控制信號(hào)，信號(hào)頻率為陀螺本征頻率的2倍（圖6）。前文理論分析已經(jīng)證明這一方法能夠消除尖峰脈沖的諧波干擾。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

0 引言

干涉型光纖陀螺基于其特有的解調(diào)方式，不可避免地在探測器處可觀察到無用的尖峰脈沖信號(hào)。這一信號(hào)的存在不僅影響了閉環(huán)系統(tǒng)對有用信號(hào)的提取效率，而且鉗制了信號(hào)采樣的放大倍數(shù)，增加了陀螺的輸出噪聲。因此，對于陀螺的去尖峰勢在必行。

在國外的發(fā)明專利中，也早有提及去除探測器尖峰脈沖的光纖陀螺方案。在Honeywell專利中，M．K．Scruggs等人提出了采用數(shù)控積分器實(shí)現(xiàn)去尖峰的裝置。本文則采取開關(guān)電路來消除尖峰脈沖。

1 尖峰脈沖的產(chǎn)生和影響

1.1 尖峰脈沖的產(chǎn)生原因

在干涉式光纖陀螺中，通常在兩束反向傳播光波之間施加一種方波相位調(diào)制信號(hào)，即兩態(tài)調(diào)制或四態(tài)調(diào)制。方波相位調(diào)制的振幅為±π/2，調(diào)制頻率為線圈的本征頻率。陀螺靜止時(shí)，輸出信號(hào)是一條含有2倍本征頻率的尖峰脈沖的直線，如圖1（a）所示。輸出信號(hào)光強(qiáng)為I0（1+cosφb）［1］。當(dāng)陀螺旋轉(zhuǎn)時(shí)，工作點(diǎn)發(fā)生移動(dòng)信號(hào) （在不考慮尖峰脈沖［2］信號(hào)時(shí)）變成方波信號(hào)，頻率與調(diào)制波同頻。……