应用于谐振式光纤陀螺的双相位锁相放大器的设计.pdf

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1、2014年仪表技术与传盛器2014第11期InstrumentTechniqueandSensorNo．11应用于谐振式光纤陀螺的双相位锁相放大器的设计陈浩，闫树斌，郑永秋，仇海涛，骆亮，李小枫，安盼龙，薛晨阳(中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室电子测试技术重点实验室，山西太原030051)摘要：谐振式光纤陀螺(R～FOG)是利基于光学Sagnac效应实现高精度的转动检测惯性传感器件。在R—FOG系统中，陀螺信号的处理占有非常重要的地位。根据R—FOG系统中，光纤环形谐振腔的谱线宽度高达几十MHz以及R—

2、FOG输出信号具有弱信号、大噪声特点。设计了一种用于提取被噪声淹没的微弱信号的双相位锁相放大器，优点在于不需要进行相位调整。在对双相位锁相放大器各部分电路进行具体设计和分析的基础上，完成了对整体电路的性能测试。测试结果表明，研制的锁相放大器在载波频率为900kHz时，将整个电路应用于R—FOG系统中，解调出的信号效果良好，可以实现锁频要求。关键词：谐振式微型光学陀螺；双相位锁相放大器；微弱信号检测中图分类号：TN815文献标识码：A文章编号：1002—1841(2014)11—0093—03AppliedtoRe

3、sonatorFiberOpticGyroDual-phaseLock—inAmplifierDesignCHENHao，YANShu—bin，ZHENGYong—qiu，CHOUHai—tao，LUOLiang，LIXiao—feng，ANPan—long，XUEChen—yang(KeyLaboratoryofInstrumentationScienceandDynamicMeasurementMinistryofEducation，ScienceandTechnologyonElectronicTest&M

4、easurementLaboratory，NorthUniversityofChina，Taiyuan030o5l，China)Abstract：Resonatorfiberopticgyro(R—FOG)isanicheinthehigh—precisionopticalSagnaceffectofinertialsensorstode—tectrotation．IntheR—FOGsystem，theprocessingofthegyrosignaloccupiesaveryimportantposition

5、．AccordingtoR—FOGsystem，theringresonatorfiberopticlinewidthofuptoseveraltensofMHz，andR—FOGoutputsignalhavingaweaksignal，thenoisecharacteristicsofthelarge．Thispaperpresentedamethodforextractingweaksignalswerenoisedrowneddualphaselock—inamplifier，theadvantageis

6、thatnOphaseadjustment．Basedonthedual—phaselock—inamplifierforeachofthespecificportionofthecircuitdesignandanalysis，ittestedthecompletionoftheoverallperformanceofthecircuit．Testresultsshowthatthedevelop—mentofthelock-inamplifierwhenthecarrierfrequencyis900kHz，

7、thewholecircuitisappliedtoR—FOGsystem，thedemodula—tedsignaltogoodeffect，canbelockedtoachievetherequirements．Keywords：resonantmicro—opticalgyroscope；dual—phaselock—inamplifier；weaksignaldetection0引言谐振式陀螺系统如图1所示，由激光器发出的光经过光纤谐振式光纤陀螺(R—FOG)是利用光学Sagnac效应实现分束器c0分成两

8、束相等功率的光，分别经过相位调制器PM1对转动检测的一种高精度的惯性传感器件0J。由于R—FOG和PM2进行正弦波的调制后，通过耦合器cl和c2，再由耦合的输出信号微弱和易受噪声的干扰，所以抑制噪声并对微弱信器c3耦合进入谐振腔后分别沿顺时针和逆时针的2个方向传号进行有效检测是陀螺系统的重要研究内容．运用同步相关检播，两束光通过谐振腔之后分别由光电探测器PD1和PD2转化