[发明专利]一种光纤陀螺仪角速率的解调积分电路及电路的控制方法

说明书

本技术方案提供了一种光纤陀螺仪角速率的解调积分电路，包括反相器、积分器、采样器、第一开关SW1、第二开关SW2及开关控制器，反相器的输入端为解调积分电路的输入端，第一开关SW1连接在反相器的输入端及积分器的输入端之间，且积分器的输入端还与反相器的输出端连接，第二开关SW2连接在反相器的输出端及积分器的输入端之间，积分器的输出端与采样器的输入端连接，采样器的输出端作为解调积分电路的输出端，采样器包括第三开关，开关控制器分别控制第一开关SW1、第二开关SW2及第三开关的导通或断开。实现了光纤陀螺仪的角速率信号解调积分，与现有技术相比，减小了光纤陀螺仪电路部分的体积、降低了电路部分的成本且避免了原始数据的丢失。

技术领域

本发明涉及光纤传感器技术领域，具体地说，涉及一种光纤陀螺仪角速率的解调积分电路及电路的控制方法。

背景技术

光纤陀螺是一种利用Sagnac效应敏感旋转角或旋转角速率的新型全固态惯性仪表，具有全固态、成本低、小型化、寿命长、动态范围大、精度覆盖面广、结构设计灵活、生产工艺简单等诸多优势，广泛应用于航空、航天、航海、地面武器系统和工业领域，是目前应用范围最为广泛的新型陀螺仪之一。光纤陀螺仪光路和电路两个部分组成。光路主要由光源、Y波导、探测器构成Sagnac干涉仪，电路部分实现干涉仪信号提取、角速率信号解调与积分、调制信号产生和阶梯波闭环反馈等功能。干涉仪信号提取及角速率信号解调积分直接影响光纤陀螺精度，是光纤陀螺电路系统关键技术之一。

干涉仪角速率信号解调通常的方法是采用高速AD转换器，在脉冲发生器的控制下，分别在两个调制态持续期间进行多次采样，将采样数据平均后求差得到角速率解调信号，但是，AD采样的离散特性意味着原始信息的大量丢失；为了实现闭环比例-积分控制，通常还需要进行信号累加实现角速率积分，这就需要再为AD转换器专用配置用于积分的数字处理系统，且为了获得尽可能多的采样点，AD转换器的采样率通常高达几十MHz，模拟带宽上百MHz，这样的高精度高速AD转换器价格昂贵，大量的数据需要在极短的时间内进行处理和计算，数字处理系统通常必须配置FPGA或DSP等器件，这导致了光纤陀螺仪电路部分体积大、成本高。

因此，如何减小光纤陀螺仪电路部分的体积、降低电路部分的成本以及避免原始数据的丢失，成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种光纤陀螺仪角速率的解调积分电路，实现了光纤陀螺仪的角速率信号解调积分，与现有技术相比，减小了光纤陀螺仪电路部分的体积、降低了电路部分的成本且避免了原始数据的丢失。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种光纤陀螺仪角速率的解调积分电路，所述解调积分电路处于光纤陀螺仪的电路部分，其特征在于，所述解调积分电路包括反相器、积分器、采样器、第一开关SW1、第二开关SW2及开关控制器，所述反相器的输入端为所述解调积分电路的输入端，所述第一开关SW1连接在所述反相器的输入端及所述积分器的输入端之间，且所述积分器的输入端还与所述反相器的输出端连接，所述第二开关SW2连接在所述反相器的输出端及所述积分器的输入端之间，所述积分器的输出端与采样器的输入端连接，所述采样器的输出端作为所述解调积分电路的输出端，所述采样器包括第三开关，开关控制器分别控制所述第一开关SW1、第二开关SW2及第三开关的导通或断开。

优选地，所述第一开关SW1、所述第二开关SW2及所述第三开关为模拟开关。

优选地，所述开关控制器为脉冲发生器。

优选地，所述反相器包括第一运算放大器OP1、电阻R1、R2及R3，其中所述电阻R1一端作为所述解调积分电路的输入端，另一端连接所述第一运算放大器OP1反相输入端，所述电阻R2一端连接所述第一运算放大器OP1反相输入端，另一端连接所述第一运算放大器OP1输出端，所述电阻R3一端接地，另一端连接所述第一运算放大器OP1正相输入端，所述第一运算放大器OP1输出端作为所述反相器的输出端。