[发明专利]一种数字闭环光纤陀螺全回路检测与仿真测试系统

摘要

本发明公开了一种数字闭环光纤陀螺全回路检测与仿真测试系统，包括光学系统模块，前放模块，数字处理模块，反馈模块，通讯模块和地检及仿真试验系统。本发明可以在不借助转台的情况下，对光纤陀螺实现全回路检测；可以在不借助角振动台和突停台的情况下，完成光纤陀螺的单机带宽测试，测试过程中避开了传统机械设备自身的条件限制；可以在不增加任何地检辅助电路的情况下实现分系统的动力学仿真功能，避免辅助电路的参数限制，完成复杂的动力学仿真。本发明降低了产品的功耗、重量，降低了成本，实现了产品的小型化、低成本设计。

主权项

一种数字闭环光纤陀螺全回路检测与仿真测试系统，其特征在于：包括光学系统模块（100），前放模块（200），数字处理模块（300），反馈模块（400），通讯模块（500）和地检及仿真试验系统（600）；地检及仿真试验系统（600）通过通讯模块（500）向数字处理模块（300）发出测试指令；数字处理模块（300）包括数据解调单元、数字滤波单元、调制信号产生单元、信号叠加单元和指令解析单元；其中指令解析单元接收地检及仿真试验系统（600）通过通讯模块（500）发送的测试指令，并对该指令进行解析，得到该指令中的光纤陀螺角速率信号；然后指令解析单元将该光纤陀螺角速率信号发送给信号叠加单元，信号叠加单元将接收到的光纤陀螺角速率信号与数据解调单元输出的光纤陀螺角速率信号以及调制信号产生单元产生的数字方波进行叠加形成包含光纤陀螺角速率信号的调制信号，并将该调制信号输出给反馈模块（400），其中调制信号产生单元产生的数字方波由相位调制器的电气参数决定；反馈模块（400）包括驱动电路和D/A转换器，D/A转换器接收数字处理模块（300）通过信号叠加单元输出的调制信号，并将其转换为模拟信号后通过驱动电路输出给光学系统模块（100）；光学系统模块（100）包括光源、耦合器、相位调制器、光纤环和光电转换器，光源发出的光信号经耦合器传输到相位调制器，相位调制器将接收到的光信号分为两束光，相位调制器根据反馈模块（400）发送过来的调制信号对这两束光进行调制，调制后的这两束光进入光纤环并分别绕光纤环的顺时针、逆时针方向传输，当这两束光从光纤环再传输到相位调制器后，再次被相位调制器调制，经上述两次调制作用后，两束光在相位调制器分光/合光处产生干涉，该干涉后的光信号通过耦合器输出给光电转换器，由光电转换器将该干涉后的光信号转换为电信号并输出给前放模块（200），该电信号包含光纤陀螺角速率信号和调制信号，该光纤陀螺角速率信号包含光纤陀螺本体的输入角速率信号和地检及仿真试验系统（600）发出的测试指令中的光纤陀螺角速率信号；前放模块（200）包括前置放大器和A/D转换器，前置放大器对光学系统模块（100）输出的电信号进行放大后输出给A/D转换器，A/D转换器将放大后的电信号转换为数字信号后输出给数字处理模块（300）的数据解调单元，数字处理模块（300）的数据解调单元对接收到的数字信号进行解调，得到光纤陀螺角速率信号，该光纤陀螺角速率信号一方面输出给数字处理模块（300）的信号叠加单元进行下一轮闭环控制，另一方面输出给数字滤波单元进行滤波，滤波后得到的光纤陀螺角速率信号通过通讯模块（500）发送给地检及仿真试验系统（600），地检及仿真试验系统（600）根据接收到的光纤陀螺角速率信号完成光纤陀螺闭环回路检测、带宽测试以及光纤陀螺动力学仿真测试。