[发明专利]利用三模冗余实现高可靠光纤陀螺本征频率的系统和方法

说明书

本发明公开了利用三模冗余实现高可靠光纤陀螺本征频率的系统，包括三个并列的改进型DDS模块，三模冗余模块和校正模块；三个改进型DDS模块中预设阈值N，接收控制频率字M以及时钟信号，使控制频率字M按照时钟信号进行累加，根据累加值与阈值N的比较结果分别生成三路波形数据，并输出至三模冗余模块和校正模块；三模冗余模块对三路波形数据进行逻辑运算得到输出波形数据f_out，将输出波形数据f_out输出至Y波导和校正模块；校正模块根据输出波形数据f_out，以及三路波形数据进行一致性判读，并更新相应改进型DDS模块中的阈值N。本发明得到了高可靠的光纤陀螺的频率方波，同时，通过三模冗余模块和校正模块最大程度的增加了数字DDS技术在空间应用的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种利用三模冗余实现高可靠数字合成光纤陀螺本征频率的系统和方法，属于惯性技术领域。

背景技术

近年来，光纤陀螺在空间的应用技术日趋成熟，光纤陀螺成为越来越多卫星平台角度测量的首选产品。干涉式光纤陀螺中，光波在Y波导和耦合器之间的两路光路的群传输时间之差的倒数的二分之一称为光纤陀螺的本征频率。光纤陀螺最小互易性结构的光功率响应是一个余弦函数，为了获得最大的灵敏度，需要给Y波导施加一个偏执，使之工作在正弦函数的零位上，而Y波导中的寄生非线性或振幅调制可能会削弱偏置的质量。在Y波导非线性的情况下，一种简单的解决方法是使光纤陀螺工作在本征频率上，因此，光纤陀螺的信号处理装置通常都是基于其本征频率来设计其控制时序的，所以提高光纤陀螺工作频率的准确性是提高光纤陀螺性能的重要手段。

空间用光纤陀螺的数字闭环控制处理器，一般使用ACTEL公司的反熔丝芯片，该芯片内没有锁相环，根据航天产品的研制特点，一般产品的技术状态确定后，晶振的频率就固定下来。由于国内目前的光纤环绕制技术无法做到非常精确，同一个批次的光纤环的环长相差十几米很正常，这就导致空间用光纤陀螺的固定的闭环频率和变化的光纤环本征频率之间存在矛盾，一旦光纤陀螺的闭环频率与本征频率相差较大(经常会出现和光纤环的本征频率相差几KHz甚至十几KHz)的情况，则会导致光纤陀螺噪声变大、陀螺零偏变大、陀螺死区变大等现象。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种利用三模冗余实现高可靠光纤陀螺本征频率的系统和方法，包括三个并列的改进型DDS模块，三模冗余模块和校正模块；三个改进型DDS模块中预设阈值N；三个改进型DDS模块接收由外部输入的、具有预定数值的控制频率字M以及时钟信号，使控制频率字M按照时钟信号进行累加，根据累加值与阈值N的比较结果分别生成三路波形数据，并输出至三模冗余模块和校正模块；三模冗余模块对由三个改进型DDS模块输入的三路波形数据进行逻辑运算得到输出波形数据f_out，将输出波形数据f_out输出至Y波导和校正模块；校正模块根据由三模冗余模块输入的输出波形数据f_out，以及由三个改进型DDS模块输入的三路波形数据进行一致性判读，并根据一致性判读结果更新相应改进型DDS模块中的阈值N。本发明利用三模冗余得到了高可靠的光纤陀螺的频率方波，使其能够工作在光纤环的本征频率上；同时，通过三模冗余模块和校正模块最大程度的增加了数字DDS技术在空间应用的可靠性。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用三模冗余实现高可靠光纤陀螺本征频率的系统，包括三个并列的改进型DDS模块，三模冗余模块和校正模块；

三个改进型DDS模块中预设阈值N；三个改进型DDS模块接收由外部输入的、具有预定数值的控制频率字M以及时钟信号，使控制频率字M按照时钟信号进行累加，根据累加值与阈值N的比较结果分别生成三路波形数据，并输出至三模冗余模块和校正模块；

三模冗余模块对由三个改进型DDS模块输入的三路波形数据进行逻辑运算得到输出波形数据f_out，将输出波形数据f_out输出至Y波导和校正模块；