DE3727167A1 - FIBER GYRO - Google Patents

FIBER GYRO

Info

Publication number
DE3727167A1
DE3727167A1 DE19873727167 DE3727167A DE3727167A1 DE 3727167 A1 DE3727167 A1 DE 3727167A1 DE 19873727167 DE19873727167 DE 19873727167 DE 3727167 A DE3727167 A DE 3727167A DE 3727167 A1 DE3727167 A1 DE 3727167A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
modulation
phase
frequency
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19873727167
Other languages
German (de)
Inventor
Eberhard Dipl Phys Kiesel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rockwell Collins Deutschland GmbH
Original Assignee
Teldix GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teldix GmbH filed Critical Teldix GmbH
Priority to DE19873727167 priority Critical patent/DE3727167A1/en
Priority to PCT/EP1988/000705 priority patent/WO1989001606A1/en
Priority to JP50688588A priority patent/JPH02504552A/en
Priority to EP19880907266 priority patent/EP0371996A1/en
Publication of DE3727167A1 publication Critical patent/DE3727167A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
    • G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
    • G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
    • G01C19/726—Phase nulling gyrometers, i.e. compensating the Sagnac phase shift in a closed loop system

Abstract

A filter optics gyroscope has an optical phase modulator that is supplied with a modulation voltage and that ensures the phase modulation of light rays which circulated in opposite directions in a sensor coil made of fiber optical waveguides. A rotating speed signal is obtained from the superimposed light rays through phase-sensitive rectification. To optimize the phase modulation, switching means are provided that derive a regulating signal through filtering out and phase-sensitive rectification from the output signal of the fiber optics gyroscope, said signal containing in cases when regulation is required, besides the rotating speed signal J1 (2 PSI ) sin DELTA phi of the fibers optics gyroscope (7), a partial signal concerning the auxiliary modulation frequency (f2) or an odd multiple thereof. The regulating signal influences the modulation voltage of the optical phase modulator, bringing the partial signal of frequency (f2) or its odd multiples at least appproximately down to zero.

Description

Die Erfindung betrifft einen Faserkreisel, bei dem zur Erzeugung einer Phasenmodulation der gegensinnig in einer Lichtleitfaser umlaufenden Lichtstrahlen ein optischer Phasenmodulator vorgesehen ist, dem eine Modulationsspannung zugeführt wird. Aus den überlagerten Lichtstrahlen wird durch phasenempfindliche Gleichrichtung ein Drehratensignal gewonnen. Zur Optimierung der Phasenmodulation sind Schaltmittel vorgesehen, die aus dem Ausgangssignal des Faserkreisels ein Regelsignal gewinnen.The invention relates to a fiber gyroscope in which the light beams rotating in opposite directions in an optical fiber are used to generate a phase modulation an optical phase modulator is provided to which a modulation voltage is fed. The superimposed light rays become phase sensitive Rectification obtained a rotation rate signal. To optimize phase modulation switching means are provided which result from the output signal of the fiber gyroscope win a control signal.

Zur Phasenmodulation kann in bekannter Weise (EPA 01 60 450) ein piezoelektrischer Körper, auf den ein Teil der Lichtleitfaser aufgewickelt ist und der durch die Modulationsspannung erregt wird, verwendet werden, jedoch sind auch integriert optische Phasenmodulatoren verwendbar, bei denen die Lichtbrechzahl durch die Modulationsspannung variiert wird.A piezoelectric can be used for phase modulation in a known manner (EPA 01 60 450) Body on which part of the optical fiber is wound and through the modulation voltage is excited to be used, but are also integrated Optical phase modulators can be used, in which the refractive index the modulation voltage is varied.

In einer älteren Anmeldung P 36 28 409.2 ist vorgeschlagen worden, die Phasenmodulation durchzuführen mit Hilfe eines piezoelektrischen Körpers, an dem Meßwertgeber zur Bestimmung des Schwingungszustands angebracht sind, eines Differenzverstärkers, zum Vergleich der Amplitude des Meßwertgebersignals mit einer Referenzgröße und mit einem Steuerglied zur Beeinflussung der Amplitude der Erregerspannung in Abhängigkeit vom Differenzverstärker-Ausgangssignal. In an earlier application P 36 28 409.2, phase modulation was proposed to be carried out with the aid of a piezoelectric body on the transmitter are attached to determine the vibration state, a differential amplifier, to compare the amplitude of the transmitter signal with a Reference variable and with a control element to influence the amplitude of the excitation voltage depending on the differential amplifier output signal.  

Bei diesem Phasenmodulator wird am piezoelektrischen Körper direkt festgestellt, ob der Modulationshub konstant bleibt und die Erregung des piezoelektrischen Körpers entsprechend geregelt.With this phase modulator, the piezoelectric body is directly determined whether the modulation stroke remains constant and the excitation of the piezoelectric Body regulated accordingly.

Nicht ausgeregelt werden z. B. dabei:Not be corrected for. B. included:

  • 1. Kopplungsänderungen zwischen piezoelektrischem Körper und der Lichtleitfaser, die auftreten, wenn der für das Verkleben der Lichtleitfaser auf dem piezoelektrischen Körper verwendete Kleber mit der Zeit seine Eigenschaft ändert,1. Coupling changes between the piezoelectric body and the optical fiber, that occur when the for gluing the optical fiber glue used on the piezoelectric body with the Time changes its property
  • 2. Frequenzänderungen der Modulationsfrequenz f, die aufgrund der Proportionalität des Modulationshubes zu sin π f T zu einer Variation des Modulationshubes führen. Frequenzänderungen können auftreten z. B. durch Temperaturschwankungen und damit verbundene Volumenänderungen des piezoelektrischen Körpers.2. Frequency changes of the modulation frequency f , which lead to a variation of the modulation stroke due to the proportionality of the modulation stroke to sin π f T. Frequency changes can occur e.g. B. by temperature fluctuations and associated changes in volume of the piezoelectric body.
  • 3. Wellenlängenänderungen des Laserlichts der Laserdiode durch Alterung oder Temperaturschwankungen, die auch zu Änderungen des Modulationshubes führen, da dieser umgekehrt proportional zur Wellenlänge ist.3. Wavelength changes in the laser light from the laser diode due to aging or temperature fluctuations that also lead to changes in the modulation stroke lead because this is inversely proportional to the wavelength.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen Phasenmodulator dahingehend zu verbessern, daß auch diese erwähnten Komponenten ausgeregelt werden.The invention is therefore based on the object described above To improve phase modulator so that these components mentioned be corrected.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in claim 1.

Bei einem Faserkreisel, wie in Fig. 1 dargestellt, erhält man am Ausgang der Photodiode ein Signal I(t), das durch die FunktionIn a fiber gyroscope, as shown in Fig. 1, a signal I (t) is obtained at the output of the photodiode, which by the function

darstellbar ist. Hierin sind I₀ eine Konstante, ϕ die zu messende, zur Drehrate proportional Sagnacphase, ψ die Amplitude der Phasenmodulation, f die Modulationsfrequenz und T die Zeit, die die Lichtstrahlen zum Durchlaufen der Faser benötigen. can be represented. Herein I ₀ is a constant, ϕ the Sagnac phase to be measured, proportional to the rotation rate, ψ the amplitude of the phase modulation, f the modulation frequency and T the time that the light beams need to pass through the fiber.

Um ϕ zu ermitteln, wird von der Vielzahl der in diesem Signal enthaltenen Komponenten unterschiedlicher Frequenz z. B. die KomponenteTo determine ϕ , z. B. the component

durch phasenempfindliche Gleichrichtung ausgewertet und man erhältevaluated by phase sensitive rectification and obtained

wobei J₁ (2ψ) die Besselfunktion 1. Ordnung in Abhängigkeit vom Argument 2ψ ist. Diese hat ein Maximum bei 2ψ=1,84 (siehe Fig. 3). Es ist günstig, die Auswertung bei diesem Wert vorzunehmen, da man dann die maximale Ausgangsspannung U erhält. Außerdem muß darauf geachtet werden, daß das Maximum eingestellt bleibt. Hierzu dient die erfindungsgemäße Ausbildung, die dafür sorgt, daß bei vorhandener Drehrate ϕ das Maximum immer eingestellt ist.where J ₁ (2 ψ ) is the 1st order Bessel function depending on the argument 2 ψ . This has a maximum at 2 ψ = 1.84 (see Fig. 3). It is advantageous to carry out the evaluation at this value, since the maximum output voltage U is then obtained. In addition, care must be taken to ensure that the maximum remains set. For this purpose, the training according to the invention, which ensures that the maximum is always set when the rotation rate ϕ is present.

Mit der eingangs geschilderten vorgeschlagenen Lösung, bei der der Modulationshub des piezoelektrischen Körpers konstant gehalten und hierzu die Erregerspannung entsprechend geregelt wird, ist zwar schon eine Verbesserung der Phasenmodulation des Faserkreisels erreichbar, jedoch bleiben eine Reihe von Einflußgrößen, wie oben bereits angeführt, unberücksichtigt. Die erfindungsgemäße Lösung berücksichtigt auch diese Einflußgrößen.With the proposed solution described above, in which the modulation stroke of the piezoelectric body and the excitation voltage is regulated accordingly, is already an improvement in phase modulation of the fiber gyroscope can be reached, however a number of Influencing factors, as already mentioned above, are not taken into account. The invention The solution also takes these influencing factors into account.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Erfindung ist, daß die Optimierung des Modulationshubs des piezoelektrischen Körpers um so besser arbeitet, je höher das Kreiselausgangssignal ist.A major advantage of this invention is that the optimization of the modulation stroke of the piezoelectric body works the better the higher that Gyro output signal is.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und aus den Unteransprüchen.Further advantages of the invention result from the description and from the Subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigtThe invention is described in more detail below with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Faserkreisels, Fig. 1 shows the schematic construction of a fiber optic gyroscope,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Faserkreisels, Fig. 2 is a block diagram of a fiber optic gyro according to the invention,

Fig. 3 eine Kennlinie einer Besselfunktion 1. Ordnung mit den Arbeitspunkten AP 1 und AP 2. Fig. 3 is a characteristic curve of a Bessel function of the 1st order with the operating points AP 1 and AP2.

Der in Fig. 1 gezeigte schematische Aufbau eines Faserkreisels ist allgemein bekannt und soll hier nur der Vollständigkeit halber nochmals kurz aufgezeigt werden.The schematic structure of a fiber gyroscope shown in FIG. 1 is generally known and is only to be briefly shown here again for the sake of completeness.

Das von einer Laserdiode 1 erzeugte Licht gelangt über zwei faseroptische Koppler 2 und 3, wo das Licht aufgeteilt wird, zur Sensorspule 4, die von den Lichtwellen entgegengesetzt durchlaufen wird. Das umlaufende Licht wird durch eine Modulationseinrichtung 5 phasenmoduliert und gelangt über die beiden Koppler 3 und 2 zur Photodiode 6. Das von der Photodiode aufgenommene Licht dient als Eingangssignal eines Vorverstärkers 8 (siehe Fig. 2). Die Zusammenschaltung von Photodiode 6 und Vorverstärker 8 dient somit der optoelektronischen Signalwandlung.The light generated by a laser diode 1 passes through two fiber-optic couplers 2 and 3 , where the light is split, to the sensor coil 4 , which the light waves pass through in opposite directions. The circulating light is phase-modulated by a modulation device 5 and reaches the photodiode 6 via the two couplers 3 and 2 . The light picked up by the photodiode serves as the input signal of a preamplifier 8 (see FIG. 2). The interconnection of photodiode 6 and preamplifier 8 thus serves for optoelectronic signal conversion.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Faserkreisels 7, dessen Photodiode 6 mit dem Vorverstärker 8 verbunden ist. Im Block 7 ist mit 21 ein piezoelektrischer Körper mit den Erregerelektroden und den Meßwertgeberelektroden dargestellt. Der piezoelektrische Körper 21 wird von einem Steuerglied 10 mit der Modulationsfrequenz f mod erregt. Das Signal der Meßwertgeberelektroden des piezoelektrischen Körpers 21 wird auf einen Differenzverstärker 9 geführt, der in Amplitude dieses Signals mit einer Referenzgröße eines Referenzwertgebers 17, die über den Summenverstärker 14 zugeführt wird, vergleicht und eine vorhandene Differenz als Stellsignal dem Steuerglied 10, zur Beeinflussung der Amplitude der Erregerspannung des piezoelektrischen Körpers 21, zugeführt. FIG. 2 shows a block diagram of a fiber gyroscope 7 , the photodiode 6 of which is connected to the preamplifier 8 . In block 7 , 21 shows a piezoelectric body with the excitation electrodes and the measuring sensor electrodes. The piezoelectric body 21 is excited by a control element 10 with the modulation frequency f mod . The signal of the transmitter electrodes of the piezoelectric body 21 is passed to a differential amplifier 9 , which compares the amplitude of this signal with a reference variable of a reference transmitter 17 , which is supplied via the summing amplifier 14 , and an existing difference as a control signal to the control element 10 , for influencing the amplitude the excitation voltage of the piezoelectric body 21 , supplied.

In einem Oszillator 18 wird ein Hilfsmodulationssignal mit der Frequenz f₂ erzeugt und zur Stellgröße des Differenzverstärkers 9 addiert. Hierdurch wird das Ausgangssignal des Steuerglieds 10 in seiner Amplitude mit der Hilfsmodulationsfrequenz f₂ moduliert.An auxiliary modulation signal with the frequency f ₂ is generated in an oscillator 18 and added to the manipulated variable of the differential amplifier 9 . As a result, the output signal of the control element 10 is modulated in amplitude with the auxiliary modulation frequency f ₂.

Das bei einer Drehung des Faserkreisels 7 vom phasenempfindlichen Gleichrichter 11 empfangene und in bezug auf die Referenzfrequenz f mod phasenempfindlich gleichgerichtete Signal enthält im wesentlichen das Drehratensignal J₁ (2ψ) sin Δϕ des Faserkreisels 7 sowie im auszuregelnden Fall (der Arbeitspunkt AP befindet sich nicht mehr auf dem Extremwert der Besselfunktion (siehe Fig. 3)) das Hilfsmodulationssignal f₂ und Vielfache davon (siehe Fig. 3). The signal received by the phase sensitive rectifier 11 when the fiber gyro 7 rotates and rectified phase sensitive with respect to the reference frequency f mod essentially contains the rotation rate signal J ₁ (2 ψ ) sin Δϕ of the fiber gyro 7 and in the case to be corrected (the operating point AP is not more on the extreme value of the Bessel function (see Fig. 3)) the auxiliary modulation signal f ₂ and multiples thereof (see Fig. 3).

Ein dem phasenempfindlichen Gleichrichter 11 folgender Tiefpaß 12 filtert die im Ausgangssignal des phasenempfindlichen Gleichrichters 11 eventuell noch vorhandenen unerwünschten Signale mit der Frequenz f mod aus.A low-pass filter 12 following the phase-sensitive rectifier 11 filters out any unwanted signals with the frequency f mod that may still be present in the output signal of the phase-sensitive rectifier 11 .

Der Ausgang des Tiefpasses 12 ist mit einem Tiefpaß 13, zur Unterdrückung der in diesem Signal vorhandenen Signale mit den Frequenzen nf₂, mit einem Bandpaß 16, für die Frequenz f₂, und mit einer Vorzeichenerkennung 15, zur Erkennung des im Drehratensignal sin Δϕ vorhandenen Vorzeichens, (siehe Fig. 3) verbunden. Am Ausgang des Tiefpasses 13 steht das Drehratensignal sin Δϕ als Nutzsignal des Faserkreisels 7 zur weiteren Verwendung zur Verfügung. Das am Ausgang des Bandpasses 16 im auszuregelnden Fall (siehe Fig. 3) vorhandene Hilfsmodulationssignal mit der Frequenz f₂ wird in einem phasenempfindlichen Gleichrichter 20 mit der Referenzfrequenz f₂ des Oszillators 18, phasenempfindlich gleichgerichtet und in einem Multiplizierer 19 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Vorzeichenerkennung 15 multipliziert. Das dadurch am Ausgang des Summenverstärkers 14 anstehende Korrektursignal führt somit zu einer Verlagerung des Arbeitspunktes (Modulationshub) in die gewünschte Richtung, so daß im ausgeregelten Fall der Signalanteil mit der Frequenz f₂ oder einem Vielfachen davon am Ausgang des Tiefpasses 12 näherungsweise zu Null wird.The output of the low-pass filter 12 is with a low-pass filter 13 , for suppressing the signals in this signal with the frequencies nf ₂, with a bandpass filter 16 , for the frequency f ₂, and with a sign recognition 15 , for detecting the sin Δϕ present in the rotation rate signal Sign, (see Fig. 3) connected. At the output of the low pass 13 , the rotation rate signal sin Δ sin is available as a useful signal of the fiber gyroscope 7 for further use. The auxiliary modulation signal with the frequency f ₂ present at the output of the bandpass 16 in the case to be regulated (see FIG. 3) is rectified in a phase-sensitive rectifier 20 with the reference frequency f ₂ of the oscillator 18 , phase-sensitive and in a multiplier 19 as a function of the output signal of the sign recognition Multiplied by 15 . The resulting correction signal at the output of the summing amplifier 14 thus leads to a shift of the operating point (modulation stroke) in the desired direction, so that in the regulated case the signal component with the frequency f ₂ or a multiple thereof at the output of the low-pass filter 12 becomes approximately zero.

Das Ausgangssignal des Multiplizierers 19 wird im Summierverstärker 14 zum Referenzwertgebersignal von 17 addiert, um hierdurch die Korrektur des Amplitudensollwerts durchzuführen.The output signal of the multiplier 19 is added in the summing amplifier 14 to the reference value transmitter signal of 17 in order to thereby carry out the correction of the amplitude setpoint.

In Fig. 3 ist eine Besselfunktion 1. Ordnung mit den Arbeitspunkten AP 1 und AP 2 dargestellt. FIG. 3 shows a 1st order Bessel function with the working points AP 1 and AP 2 .

Im Koordinatensystem ist auf der Abszisse der Modulationshub 2ψ und auf der Ordinate das Drehratensignal des Faserkreisel J₁ (2ψ) sin Δϕ in Abhängigkeit vom Modulationhub dargestellt.In the coordinate system, the modulation stroke 2 ψ is shown on the abscissa and the rotation rate signal of the fiber gyroscope J ₁ (2 ψ ) sin Δϕ is shown as a function of the modulation stroke on the ordinate.

Der Modulationshub des piezoelektrischen Körpers 21 (siehe Fig. 2) soll auf den Extremwert der Besselfunktion (Modulationshub 1,84, AP 1) stabilisiert werden. Schwingt der piezoelektrische Körper 21 mit einer Amplitude, die dem Extremwert der Besselfunktion entspricht (Modulationshub 1,84, AP 1) so tritt am Ausgang des phasenempfindlichen Gleichrichters 11 (siehe Fig. 2) außer dem Drehratensignal J₁ (2ψ) sin Δϕ, ein Signal mit den geradzahligen Vielfachen (2f₂, 4f₂ . . .) der Hilfsmodulationsfrequenz f₂ auf. Dieses Signal führt in der weiteren Signalverarbeitung (siehe Fig. 2) zu keinem Ausgangssignal am phasenempfindlichen Gleichrichter 20, da 1. der Bandpaß 16 nur die Signale mit der Frequenz f₂ passieren läßt und 2. der phasenempfindliche Gleichrichter 20 nur Signale mit der Frequenz f₂ verarbeitet. Die Folge ist, daß der piezoelektrische Körper 21 (siehe Fig. 2) in seinem Modulationshub nicht verändert wird.The modulation stroke of the piezoelectric body 21 (see FIG. 2) is to be stabilized to the extreme value of the Bessel function (modulation stroke 1.84, AP 1 ). If the piezoelectric body 21 vibrates with an amplitude that corresponds to the extreme value of the Bessel function (modulation stroke 1.84, AP 1 ), then at the output of the phase-sensitive rectifier 11 (see FIG. 2) occurs in addition to the rotation rate signal J ₁ (2 ψ ) sin Δϕ , a signal with the even multiples (2 f ₂, 4 f ₂...) of the auxiliary modulation frequency f ₂ on. This signal leads in the further signal processing (see FIG. 2) to no output signal at the phase-sensitive rectifier 20 , since 1. the bandpass filter 16 only allows the signals with the frequency f ₂ to pass and 2. the phase-sensitive rectifier 20 only signals with the frequency f ₂ processed. The result is that the piezoelectric body 21 (see FIG. 2) is not changed in its modulation stroke.

Hat sich dagegen aus den in der Einleitung genannten Gründen der Arbeitspunkt des piezoelektrischen Körpers 21 (siehe Fig. 2) aus dem Extremwert der Besselfunktion z. B. zum hier mit AP 2 bezeichneten Punkt verschoben, so treten am Ausgang des phasenempfindlichen Gleichrichters 11 außer dem Drehratensignal J₁ (2ψ) sin Δϕ, ein Signal mit Frequenz f₂ und Vielfache davon auf, was über die folgende Signalverarbeitung am Ausgang des Steuerglieds 10 zu einer Änderung des Modulationshubs in Richtung des Extremwertes der Besselfunktion 1. Ordnung (AP 1).In contrast, the operating point of the piezoelectric body 21 (see FIG. 2) from the extreme value of the Bessel function z. B. shifted here to AP 2 point, occur at the output of the phase-sensitive rectifier 11 in addition to the rotation rate signal J ₁ (2 ψ ) sin Δϕ , a signal with frequency f ₂ and multiples thereof, what about the following signal processing at the output of Control member 10 to change the modulation stroke in the direction of the extreme value of the 1st order Bessel function (AP 1 ).

BezugszeichenlisteReference symbol list

 1 Laserdiode
 2 Koppler
 3 Koppler
 4 Sensorspule
 5 Phasenmodulator
 6 Photodiode
 7 Faserkreisel
 8 Vorverstärker
 9 Differenzverstärker
10 Steuerglied
11 phasenempfindlicher Gleichrichter (LIV=Lock In Verstärker
12 Tiefpaß
13 Tiefpaß
14 Summenverstärker
15 Vorzeichenerkennung
16 Bandpaß
17 Referenzwertgeber
18 Oszillator
19 Multiplizierer
20 phasenempfindlicher Gleichrichter (LIV=Lock In Verstärker
21 piezoelektrischer Körper 1 laser diode
2 couplers
3 couplers
4 sensor coil
5 phase modulator
6 photodiode
7 fiber gyros
8 preamplifiers
9 differential amplifier
10 control element
11 phase sensitive rectifier (LIV = Lock In amplifier
12 low pass
13 low pass
14 sum amplifier
15 Sign recognition
16 band pass
17 Reference value provider
18 oscillator
19 multipliers
20 phase sensitive rectifiers (LIV = Lock In amplifier
21 piezoelectric body

Claims (5)

1. Faserkreisel, bei dem zur Erzeugung einer Phasenmodulation der gegensinnig in einer Lichtleitfaser umlaufenden Lichtstrahlen ein optischer Phasenmodulator vorgesehen ist, dem eine Modulationsspannung zugeführt wird, bei dem aus den überlagerten Lichtstrahlen durch phasenempfindliche Gleichrichtung ein Drehratensignal gewonnen wird und beim dem Schaltmittel zur Optimierung der Phasenmodulation vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der Modulationsspannung der Frequenz f mod mit einem Hilfsmodulationssignal der Frequenz f₂, die ungleich der Frequenz f mod der Modulationsspannung ist, moduliert wird und daß das bei der phasenempfindlichen Gleichrichtung (in 11) gewonnene Signal dahingehend überprüft wird, ob es einen Signalanteil mit der Frequenz f₂ oder einem ungeradzahligen Vielfachen davon aufweist und daß bei vorhandenem Signalanteil daraus ein Regelsignal zur Einstellung des Arbeitspunktes der Phasenmodulation abgeleitet wird derart, daß die Signalanteile mit der Frequenz f₂ und dem ungeradzahligen Vielfachen davon wenigstens näherungsweise zu Null werden.1. Fiber gyro, in which an optical phase modulator is provided to generate a phase modulation of the light beams rotating in opposite directions in an optical fiber, to which a modulation voltage is supplied, in which a rotation rate signal is obtained from the superimposed light beams by phase-sensitive rectification and in the switching means for optimizing the phase modulation are provided, characterized in that the amplitude of the modulating voltage of frequency f mod with an auxiliary modulation signal of frequency f ₂, which is equal to the frequency f mod of the modulation voltage is modulated and that the signal obtained in the phase-sensitive rectifier (11) checked to is whether it has a signal component with the frequency f ₂ or an odd multiple thereof and that in the presence of a signal component, a control signal for setting the operating point of the phase modulation is derived such that the signal components m it the frequency f ₂ and the odd multiple thereof at least approximately zero. 2. Faserkreisel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelsignal durch phasenempfindliche Gleichrichtung (in 20) gewonnen wird.2. Fiber gyro according to claim 1, characterized in that the control signal is obtained by phase-sensitive rectification (in 20 ). 3. Faserkreisel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorzeichen des Drehratensignals ermittelt und bei der Bildung des Regelsignals berücksichtigt wird.3. fiber gyro according to claim 2, characterized in that the sign of the rotation rate signal is determined and when the control signal is formed is taken into account. 4. Faserkreisel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsmodulationssignal (f₂) und das Regelsignal (aus 20) zusammengefaßt werden und das zusammengefaßte Signal zur Beeinflussung der Amplitude der Modulationsspannung benutzt wird. 4. Fiber gyro according to one of claims 1 to 3, characterized in that the auxiliary modulation signal (f ₂) and the control signal (from 20 ) are combined and the combined signal is used to influence the amplitude of the modulation voltage. 5. Faserkreisel, bei dem als Phasenmodulator ein piezoelektrischer Körper verwendet wird, auf den wenigstens ein Teil der Lichtleitfaser aufgewickelt ist und der durch die Modulationsspannung erregt wird nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich am piezoelektrischen Körper (21) angebrachte Meßwertgeberelektroden zur Bestimmung des Schwingungszustands, ein Differenzverstärker (9) und ein Referenzwertgeber (17) vorgesehen sind, dessen Ausgangssignal nach Überlagerung mit dem Regelsignal (aus 19) im Differenzverstärker (9) mit dem Signal der Meßwertgeberelektroden verglichen wird, wobei das Differenzsignal mit dem Hilfsmodulationssignal überlagert wird.5. Fiber gyro, in which a piezoelectric body is used as a phase modulator, on which at least part of the optical fiber is wound and which is excited by the modulation voltage according to claim 4, characterized in that additionally attached to the piezoelectric body ( 21 ) transducer electrodes for determining the Vibration state, a differential amplifier ( 9 ) and a reference value transmitter ( 17 ) are provided, the output signal of which, after being superimposed with the control signal (from 19 ) in the differential amplifier ( 9 ), is compared with the signal from the measuring sensor electrodes, the differential signal being superimposed with the auxiliary modulation signal.
DE19873727167 1987-08-14 1987-08-14 FIBER GYRO Withdrawn DE3727167A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873727167 DE3727167A1 (en) 1987-08-14 1987-08-14 FIBER GYRO
PCT/EP1988/000705 WO1989001606A1 (en) 1987-08-14 1988-08-04 Fiber optics gyroscope
JP50688588A JPH02504552A (en) 1987-08-14 1988-08-04 fiberglass gyroscope
EP19880907266 EP0371996A1 (en) 1987-08-14 1988-08-04 Fiber optics gyroscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873727167 DE3727167A1 (en) 1987-08-14 1987-08-14 FIBER GYRO

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3727167A1 true DE3727167A1 (en) 1989-02-23

Family

ID=6333789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19873727167 Withdrawn DE3727167A1 (en) 1987-08-14 1987-08-14 FIBER GYRO

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0371996A1 (en)
JP (1) JPH02504552A (en)
DE (1) DE3727167A1 (en)
WO (1) WO1989001606A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10047593C1 (en) * 2000-09-26 2002-03-21 Siemens Ag Control method for Mach-Zehnder modulator in optical communications system uses feedback regulating signal for reduction of time difference between data signal and inverse data signal

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0471881A1 (en) * 1990-08-24 1992-02-26 SENSOPTIC Optische Sensortechnik AG Apparatus for measuring a physical quantity

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2020419A (en) * 1978-05-05 1979-11-14 Kingsley Sa Signal sensor
DE2936303A1 (en) * 1979-09-07 1981-04-02 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München SENSOR, SENSITIVE TO PRESSURE, TENSION AND TEMPERATURE, AND METHOD FOR OPERATING SUCH A SENSOR
DE3042794A1 (en) * 1980-11-13 1982-06-03 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Echo sounder with optical fibres - has optical fibre as pancake coil on flat support, related to wavelength of pressure variations
DE3040514A1 (en) * 1980-10-28 1982-07-22 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Evaluating optical fibre Sagnac rotation sensor signals - using phase modulator control signals contg. one or more frequency components
DE3401640A1 (en) * 1983-01-21 1984-07-26 International Standard Electric Corp., New York, N.Y. DEVICE FOR MEASURING THE SPEED
EP0160450A2 (en) * 1984-04-25 1985-11-06 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Phase reading fiber optic interferometer
DE3436249A1 (en) * 1984-10-03 1986-04-03 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Method for measuring absolute rotations and arrangement for carrying out the method
DE3144162A1 (en) * 1980-11-07 1986-07-03 Thomson-Csf, Paris OPTICAL INTERFEROMETER DEVICE
EP0120737B1 (en) * 1983-02-25 1987-06-24 Thomson-Csf Optical fibre hydrophone
DE3603935A1 (en) * 1984-06-25 1987-08-13 Spectran Corp FIBER OPTICAL MAGNETIC SENSOR
DE3628409A1 (en) * 1986-08-21 1988-02-25 Teldix Gmbh CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING A PHASE MODULATION IN AN OPTICAL FIBER

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3104786A1 (en) * 1981-02-11 1982-09-02 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Method and arrangement for measuring absolute rotations
GB2178162B (en) * 1985-07-18 1989-08-09 Stc Plc Fibre optic gyroscope
DE3533695A1 (en) * 1985-09-21 1987-03-26 Teldix Gmbh METHOD FOR MEASURING THE ROTATIONAL SPEED

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2020419A (en) * 1978-05-05 1979-11-14 Kingsley Sa Signal sensor
DE2936303A1 (en) * 1979-09-07 1981-04-02 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München SENSOR, SENSITIVE TO PRESSURE, TENSION AND TEMPERATURE, AND METHOD FOR OPERATING SUCH A SENSOR
DE3040514A1 (en) * 1980-10-28 1982-07-22 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Evaluating optical fibre Sagnac rotation sensor signals - using phase modulator control signals contg. one or more frequency components
DE3144162A1 (en) * 1980-11-07 1986-07-03 Thomson-Csf, Paris OPTICAL INTERFEROMETER DEVICE
DE3042794A1 (en) * 1980-11-13 1982-06-03 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Echo sounder with optical fibres - has optical fibre as pancake coil on flat support, related to wavelength of pressure variations
DE3401640A1 (en) * 1983-01-21 1984-07-26 International Standard Electric Corp., New York, N.Y. DEVICE FOR MEASURING THE SPEED
EP0120737B1 (en) * 1983-02-25 1987-06-24 Thomson-Csf Optical fibre hydrophone
EP0160450A2 (en) * 1984-04-25 1985-11-06 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Phase reading fiber optic interferometer
DE3603935A1 (en) * 1984-06-25 1987-08-13 Spectran Corp FIBER OPTICAL MAGNETIC SENSOR
DE3436249A1 (en) * 1984-10-03 1986-04-03 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Method for measuring absolute rotations and arrangement for carrying out the method
DE3628409A1 (en) * 1986-08-21 1988-02-25 Teldix Gmbh CIRCUIT ARRANGEMENT FOR GENERATING A PHASE MODULATION IN AN OPTICAL FIBER

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10047593C1 (en) * 2000-09-26 2002-03-21 Siemens Ag Control method for Mach-Zehnder modulator in optical communications system uses feedback regulating signal for reduction of time difference between data signal and inverse data signal

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02504552A (en) 1990-12-20
EP0371996A1 (en) 1990-06-13
WO1989001606A1 (en) 1989-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69924531T2 (en) KERREFFECT COMPENSATION FOR AN INTERFEROMETRIC FIBER OPTIC CIRCLE
DE69933942T2 (en) DEVICE FOR SUPPRESSING THE RELATIVE INTENSITY RUSH IN A FIBER OPTIC CIRCLE
EP0551537A1 (en) Method and device to measure rotation rate using a fibre optic sagnac interferometer
EP0329996B1 (en) Fibre-optical gyroscope
EP0254756B1 (en) Method of measuring rate of turn using a passive optical resonator
DE3742201C2 (en) Fiber gyroscope
EP0670469A1 (en) Brillouin-ring laser gyro
DE3626639A1 (en) PHOTOELECTRIC TRANSMITTER, ESPECIALLY ACCELEROMETER
EP3274658B1 (en) Phase modulator controlled without an average value for fiber optic gyroscopes and fiber optic gyroscope
EP0602075B1 (en) Optical sensor for rotary movements
DE3040514A1 (en) Evaluating optical fibre Sagnac rotation sensor signals - using phase modulator control signals contg. one or more frequency components
EP0402565A1 (en) Method of autocorrecting a fiber optic gyroscope using a 3x3-coupler
EP0436052A1 (en) Fiber optic Sagnac interferometer with digital phase resetting for measuring rotation rate
DE3727167A1 (en) FIBER GYRO
DE3928715C2 (en) Fiber gyroscope
EP0172391B1 (en) Method and apparatus for measuring rotation rate using the sagnac effect
EP0185358B1 (en) Rotation speed-measuring apparatus
EP0172356B1 (en) Signal evaluation method for a fibre-optical rotation sensor
EP0412309B1 (en) Fibre optic gyroscope of the sagnac type
DE4223740A1 (en) Combined phase modulator and depolariser for counter-propagating wave optical fibre gyroscope - splices polarisation-maintaining fibre, located on piezoelectric cylinder, to monomode fibre coil, such that main axes of fibres are rotated by forty-five degrees w.r.t. each other
EP0222077B1 (en) Apparatus for measuring rotation speed
DE3436249A1 (en) Method for measuring absolute rotations and arrangement for carrying out the method
DE4240183A1 (en)
EP0995078B1 (en) Fibre-optic gyroscope
DE3047504A1 (en) Correction of measurements, esp. for Sagnac rotation sensor - using noise signal correction addition and continuous correlation minimisation

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee
8139 Disposal/non-payment of the annual fee