机抖激光陀螺检测电路前置放大器的设计与分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第2期光电子旋术Vo1．26No．22006年6月OPTOELECTRONICTECHNOIOGYJun．2006机抖激光陀螺检测电路前置放大器的设计与分析张伦东，潘献飞，吴美平(国防科技大学机电工程与自动化学院，长沙，410073)摘要：首先简单介绍了激光陀螺信号特点，在此基础上设计一种实用的低噪声、大动态范围的激光陀螺前置放大整形电路。分析了该放大电路的基本工作原理，计算了放大电路的传递函数、相对误差和噪声。理论分析和实验结果表明：该放大整形电路完全能够满足激光陀螺的

2、实用要求，并成功应用于机抖激光陀螺检测系统上，取得了良好的效果。关键词：激光陀螺；前置放大器；传递函数；噪声中图分类号：TN710．2文献标识码：A文章编号：1005—488X(2006)02—0110—05DesignandAnalysisofPre—amplifierforDetectionCircuitofMechanicallyDitheredRingLaserGyroscopeZHANGLun—dong，PANXian—fei，WUMei—ping(CollegeofMechatronicsEngineeringan

3、dAutomation，NationalUniversityofDefenceTechnology，Changsha，410073，CHN)Abstract：Asignalcharacterformechanicallyditheredringlasergyroscopeisintroducedsim—plyatfirst．Anappliedlow—noise，largedynamicrangepre—amplifierandcomparecircuitforsig—naldetectionsystemisdesigned．T

4、hebasicoperatingtheoryisanalyzedand，thetransferfunc—tion，relativeerrorandnoiseofthecircuitarecomputed．Thetheoreticalanalysisandtheexperi—mentalresultsshowthatthecircuitcanmeettherequirementofringlasergyroscope．Thepre—amplifierhasbeensuccessfullyappliedtothedetection

5、systemformechanicallyditheredringlasergyroscopeandrelativelygoodresultshasbeenobtained．Keywords：ringlasergyroscope；pre—amplifier；transferfunction；noise行光电转换、放大、整形、计数等，输出与陀螺转速成引言正比的脉冲信号。激光陀螺通常利用光电二极管作为激光探测器件对陀螺信号进行光电转换。由于陀激光陀螺是一种基于Sagnac效应的光学陀螺，螺信号很微弱，该信号必须首先经放大器放大，才

6、能依靠环形激光腔内的双向行波间的谐振频差来测量进行整形、鉴相、计数。因此，前置放大器是整个激光载体的角速度。检测电路作为激光陀螺的组成部分，陀螺检测电路的最重要的组成部分[1]。其主要任务是把从谐振腔中输出的微弱光强信号进本文从机抖激光陀螺信号特点出发，设计了一收稿日期：2005—09—30作者简介：张伦东(198O一)，男，硕士研究生。从事捷联惯性技术研究。潘献飞(1978一)，男，博士研究生。主要从事捷联惯导系统控制电路的研究。吴美平(197O一)，男，副教授，国家高技术863—801—1专题组专家。主要研究领域为飞行器导

7、航、制导与控制技术等。维普资讯http://www.cqvip.com第2期张伦东等：机抖激光陀螺检测电路前置放大器的设计与分析种实用的低噪声、大动态范围的信号放大整形电路，I激光陀螺—一l光电探测器}_—前置放大并对该放大整形电路的基本原理、传递函数、稳定I————————JL__————————_-——_———J__————T——一性、噪声等参数进行了详细地分析。实践证明：该放大整形电路具有较高的灵敏度和动态范围，能够满挥蓄H比较整形H!足激光陀螺信号检测的实用要求。图1激光陀螺检测系统框图Fig．1Thedetectio

8、nsystemofRLG1机抖激光陀螺信号特点及检测电路的组成路对弱电流进行放大。由激光陀螺输出信号的特点和应用要求，前放电路的设计应从以下几方面考虑：1．1机抖激光陀螺信号特点口1)信号无频率失真；2)信号微弱，前放必须进行低噪激光陀螺的原理和应用要求决定激光陀螺信号声设计