CN111380524A - 一种小体积的高精度光纤惯导陀螺信号处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种小体积的高精度光纤惯导陀螺信号处理系统，包括光源、探测器、耦合器、集成光学芯片、光纤环、信号放大滤波器、信号驱动器以及高精度光纤陀螺信号处理芯片，所述光源通过耦合器连接所述集成光学芯片，所述集成光学芯片包括Y分束器，所述Y分束器的上光束按顺时针方向经过所述光纤环后返回所述集成光学芯片，所述Y分束器的下光束按逆时针方向经过所述光纤环后返回所述集成光学芯片；所述耦合器还连接有所述探测器，所述探测器连接所述信号放大滤波器，所述集成光学芯片连接所述信号驱动器，所述信号放大滤波器与所述信号驱动器分别连接所述高精度光纤陀螺信号处理芯片。本发明实现了陀螺仪产品的小型化。
Description
技术领域
本发明属于光纤惯导陀螺领域，尤其是涉及一种小体积的高精度光纤惯导陀螺信号处理系统。
背景技术
高精度光纤惯导陀螺的关键部件和芯片长期以来全部依赖进口，同时使用分离芯片生产的信号处理板存在体积大、可靠性低的问题。目前高精度惯导陀螺仪应用于众多行业中，要求高精度陀螺仪坚固、可靠、尺寸小/重量轻、低功耗和低成本的场合日益增多，这就让高精度陀螺仪产品的小型化成为关键。无论在航空航天等军用领域还是无人驾驶等民用领域，高精度陀螺仪的小型化都是极为关键的技术。传统光纤惯导陀螺信号处理板是由分离的ADC、DSP、FPGA器件等组合而成，这些芯片全部依赖进口，且体积较大。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种小体积的高精度光纤惯导陀螺信号处理系统，以解决传统的高精度陀螺仪体积较大的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种小体积的高精度光纤惯导陀螺信号处理系统，包括光源、探测器、耦合器、集成光学芯片、光纤环、信号放大滤波器、信号驱动器以及高精度光纤陀螺信号处理芯片，所述光源通过耦合器连接所述集成光学芯片，所述集成光学芯片包括Y分束器，所述Y分束器的上光束按顺时针方向经过所述光纤环后返回所述集成光学芯片，所述Y分束器的下光束按逆时针方向经过所述光纤环后返回所述集成光学芯片；所述耦合器还连接有所述探测器，所述探测器连接所述信号放大滤波器，所述集成光学芯片连接所述信号驱动器，所述信号放大滤波器与所述信号驱动器分别连接所述高精度光纤陀螺信号处理芯片。
进一步的，所述光纤陀螺信号处理芯片包括CPU、ADC、内置RAM、VCO、FMDM加速阵列、接口模块，所述信号放大滤波器与所述ADC连接，所述信号驱动器与所述VCO连接，所述ADC即数模转换器，所述内置RAM即内部储存器，所述VCO即压控振荡器，所述接口模块用于进行串口通信，所述FMDM加速阵列用于进行惯导解算、卡尔曼滤波器数字信号处理。
进一步的，所述信号放大滤波器是由型号为INA114的芯片构成的电路。
进一步的，所述信号驱动器是由型号为ADL5322的芯片构成的电路。
相对于现有技术，本发明提出的一种小体积的高精度光纤惯导陀螺信号处理系统，将陀螺仪中的信号处理电路板微缩成为一颗小型的芯片，大幅缩小了陀螺仪的体积，并实现了关键部件的国产化。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种小体积的高精度光纤惯导陀螺信号处理系统，包括光源、探测器、耦合器、集成光学芯片、光纤环、信号放大滤波器、信号驱动器以及高精度光纤陀螺信号处理芯片，所述光源通过耦合器连接所述集成光学芯片，所述集成光学芯片包括Y分束器，所述Y分束器的上光束按顺时针方向经过所述光纤环后返回所述集成光学芯片，所述Y分束器的下光束按逆时针方向经过所述光纤环后返回所述集成光学芯片；所述耦合器还连接有所述探测器，所述探测器连接所述信号放大滤波器，所述集成光学芯片连接所述信号驱动器，所述信号放大滤波器与所述信号驱动器分别连接所述高精度光纤陀螺信号处理芯片。
所述光纤陀螺信号处理芯片包括CPU、ADC、内置RAM、VCO、FMDM加速阵列、接口模块，所述ADC即数模转换器，所述内置RAM即内部储存器，所述VCO即压控振荡器，所述接口模块用于进行串口通信，FMDM加速阵列负责惯导解算、卡尔曼滤波器数字信号处理；所述信号放大滤波器与所述ADC连接，所述信号驱动器与所述VCO连接，所述信号放大滤波器是由型号为INA114的芯片构成的电路，所述信号驱动器是由型号为ADL5322的芯片构成的电路。
本发明的工作原理如下：所述Y分束器的上光束和下光束经光纤环产生干涉信号，所述干涉信号经所述探测器探测后，由信号放大滤波器INA114进行放大和滤波，经放大和滤波后的信号进入所述高精度光纤陀螺信号处理芯片，信号经过所述ADC的采集进入所述内置RAM等待处理，CPU控制FMDM加速阵列完成惯导解算、卡尔曼滤波器数字信号处理，计算出姿态信息，CPU控制VCO产生光电驱动信号输出到所述信号驱动器ADL5322中，所述信号驱动器ADL5322将所述光电驱动信号传送到集成光学芯片。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种小体积的高精度光纤惯导陀螺信号处理系统，其特征在于：包括光源、探测器、耦合器、集成光学芯片、光纤环、信号放大滤波器、信号驱动器以及高精度光纤陀螺信号处理芯片，所述光源通过耦合器连接所述集成光学芯片，所述集成光学芯片包括Y分束器，所述Y分束器的上光束按顺时针方向经过所述光纤环后返回所述集成光学芯片，所述Y分束器的下光束按逆时针方向经过所述光纤环后返回所述集成光学芯片；所述耦合器还连接有所述探测器，所述探测器连接所述信号放大滤波器，所述集成光学芯片连接所述信号驱动器，所述信号放大滤波器与所述信号驱动器分别连接所述高精度光纤陀螺信号处理芯片。
2.根据权利要求1所述的一种小体积的高精度光纤惯导陀螺信号处理系统，其特征在于：所述光纤陀螺信号处理芯片包括CPU、ADC、内置RAM、VCO、FMDM加速阵列、接口模块，所述ADC即数模转换器，所述内置RAM即内部储存器，所述VCO即压控振荡器，所述接口模块用于进行串口通信，所述FMDM加速阵列用于进行惯导解算、卡尔曼滤波器数字信号处理，所述信号放大滤波器与所述ADC连接，所述信号驱动器与所述VCO连接。
3.根据权利要求1所述的一种小体积的高精度光纤惯导陀螺信号处理系统，其特征在于：所述信号放大滤波器是由型号为INA114的芯片构成的电路。
4.根据权利要求1所述的一种小体积的高精度光纤惯导陀螺信号处理系统，其特征在于：所述信号驱动器是由型号为ADL5322的芯片构成的电路。
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