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    [轉(zhuǎn)載]OptiSystem應(yīng)用:光纖陀螺儀系統(tǒng)設(shè)計(jì) [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2018-04-03
    光纖陀螺儀系統(tǒng)設(shè)計(jì):DC檢測(cè)方法[1] k$V.hG|6M  
    kEM5eY  
    使用理想元件,輸出光電流(I)為 zh hH A9  
    cuJ%;q=;  
    @K 8sNPK  
    其中 φs 是薩格納克相移 , Io  是以零角速度情況計(jì)算出的電流 0NY2Kw;  
    _084GK9{W  
    [!@&t:A  
    P 是光源光功率, σ 是光電檢測(cè)器的響應(yīng)度(在我們的案例中等于1)。在等式(2)中將光功率除以2是因?yàn)樵隈詈掀魈幑β蕮p失了一半。 一旦 φs 確定了, 我們可以計(jì)算 >L#HE  
    vW\#2[j[  
    JRMe( ,u  
    其中 L 是光線長(zhǎng)度, D 是環(huán)直徑, λ 是光源波長(zhǎng),由此來(lái)確定環(huán)路Ω 的角速度。注意,由于等式(1)具有余弦,因此直流技術(shù)無(wú)法區(qū)分正負(fù)速度。
    oGzZ.K3 A  
    圖1 FOG DC檢測(cè)布局
    DU6AlNx  
    光纖陀螺儀系統(tǒng)設(shè)計(jì):相位調(diào)制方法[1] ]jUxL=]r  
    }gE?ms4$  
    當(dāng)嘗試測(cè)量非常低的角旋轉(zhuǎn)速率時(shí),DC方法不是很準(zhǔn)確,所以通常使用相位調(diào)制技術(shù)。 對(duì)于該設(shè)置,光檢測(cè)信號(hào) 8:j8>K*6  
    cLN(yL  
    r^uo7?gZ^  
    將相位調(diào)制器幅度選擇到+/-0.9 rad ,給出最大化J1(Φm) = 0.581517 的項(xiàng)Φm = 1.8 。提取調(diào)制頻率ωm的余弦級(jí)數(shù) *mQOW]x%  
    D`;Q?f C  
    ^cYm.EHI  
    公式3得到角速度。我們可以重新排列找到φ_𝑠,然后再次使用公式(3)找到角速度。 注意,在這種情況下,由于等式(5)具有正弦關(guān)系,所以我們可以確定角速度的大小和方向。另外,在這種情況下, 在等式(2)中,零速電流不是𝐼_𝑜=𝜎𝑃/2 而是 𝐼_𝑜=𝜎𝑃/8因?yàn)樵诠獾竭_(dá)光電二極管的時(shí)候,其功率已經(jīng)被耦合器減半了三次。 rPV\ F  
    圖2 OptiSystem設(shè)計(jì)的調(diào)制技術(shù)原理圖(資料來(lái)源:REF)(注:光纖偏振器未包含在設(shè)計(jì)中) :*wnO;eN  
    *@'\4OO  
    對(duì)于以下的OptiSystem設(shè)計(jì),角速度已設(shè)置為7.27e-5rad / s(地球的轉(zhuǎn)速)。 I-FOG的設(shè)置顯示在紅色框中(在全局參數(shù)下)。 通過(guò)使用相移分量來(lái)應(yīng)用薩格納克相移,計(jì)算如下: p]d3F^*i  
    ^Zh YW  
    GS^U6Xef  
    在這里,我們根據(jù)前面的方程,使用C ++組件來(lái)計(jì)算角速度。 測(cè)得的角速度(在C ++組件下顯示為結(jié)果)為7.29e-5rad / s。 ;cBFft}D  
    圖3 FOG 相位調(diào)制
    L#'B-G4&y  
    ' LT6%<|  
    [1] http://www.jgorasia.com/Files/Spring10/Instrumentation/FOGreport.pdf (Accessed 24 Jan 2017). YuWsE4$  
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