FR2618545A1

FR2618545A1 - Gyroscope a fibre optique

Info

Publication number: FR2618545A1
Application number: FR8811437A
Authority: FR
Inventors: Kenichi Okada
Original assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Current assignee: Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Priority date: 1987-09-02
Filing date: 1988-09-01
Publication date: 1989-01-27
Anticipated expiration: 2008-09-01
Also published as: DE3829731A1; FR2618545B1; US4883358A; DE3829731C2; DE3844745C2

Abstract

Des ondes lumineuses traversent dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens contraire un trajet optique circulaire 16 d'au moins une boucle, et les ondes lumineuses ayant traversé le trajet optique interfèrent entre elles. Un modulateur de phase 15 est introduit dans une extrémité du trajet optique circulaire, par lequel les ondes lumineuses sont modulées en phase. L'intensité de la lumière d'interférence est détectée, en tant que signal électrique, par un photodétecteur 17. La composante d'onde fondamentale f0 de la fréquence de modulation du modulateur de phase, contenue dans le signal électrique converti par le photodétecteur, est détectée de façon synchrone par un premier détecteur synchrone 31, délivrant un signal correspondant à une vitesse angulaire d'entrée. Des secondes 2f0 et quatrièmes 4f0 composantes harmoniques de la fréquence de modulation du modulateur de phase, contenues dans le signal électrique, sont détectées de façon synchrone par des second 32 et troisième 47 détecteurs synchrones. Le modulateur de phase est commandé 48 de sorte que le rapport entre les sorties des second et troisième détecteurs synchrones est toujours égal à une valeur de référence prédéterminée.

Description

GYROSCOPE A FIBRE OPTIQUE

La présente invention a trait à un gyroscope à fibre optique qui permet à des ondes lumineuses de traverser dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens contraire un trajet optique circulaire d'au moins une boucle, fait interférer entre elles les

ondes lumineuses, et mesure à partir de la lumière d'in-

terférence résultante une vitesse angulaire appliquée

au trajet optique.

La Figure 1 représente un gyroscope à fibre optique classique. De la lumière 18 émise depuis une source lumineuse 11 est délivrée par l'intermédiaire d'un coupleur/diviseur optique 12 et d'un polariseur 13 à un coupleur/diviseur optique 14, par lequel elle est divisée en ondes lumineuses 19 et 20 en vue d'une propagation dans des directions opposées à travers un trajet optique circulaire 16 qui fait au moins une boucle. Un modulateur de phase 15 est monté en cascade

entre le coupleur/diviseur optique 14 et le trajet op-

tique 16. La sortie d'un oscillateur 27 est appliquée

par l'intermédiaire d'un circuit de commande de modu-

lateur de phase 28 au modulateur âe phase 15, par lequel

les ondes lumineuses 19 et 20 sont modulées en phase.

Les ondes lumineuses 19 et 20 ayant traversé le trajet

optique 16 sont appliquées en tant que lumière d'inter-

férence 21 à un photodétecteur 17 par l'intermédiaire du coupleur/diviseur optique 12. L'intensité 10 de la lumière d'interférence 21 dans ce cas est donnée par l'équation suivante (1): Co Io = C[ l+cosJo J(x) + 2E ( -1)n J2n(x).cos2n(wt+O) n=1 * -sino {2 (-1)' J2n+l(x) cos(2n+ l)(t+O)}...... () n1o

dans laquelle C est une constante, Jn(x) est une fonc-

ième tion de Bessel du nième ordre de première espèce, x est 2AsinTfm r, o A est l'amplitude d'un signal de modulation en phase de la lumière et T est le temps de la propagation des ondes lumineuses à travers le trajet

optique 16, W est la fréquence de commande du modula-

teur de phase 15 (o W = 2 Tfm), A est la différence

de phase entre les ondes lumineuses qui se sont propa-

gées à travers le trajet optique 16 dans des directions opposées (o A = 4 tRL n/(c1>),R étant le rayon du trajet optique 16, L la longueur du trajet optique 16, c la vitesse de la lumière, A la longueur d'onde de la

lumière, et X une vitesse angulaire appliquée au tra-

jet optique 16 dans le sens circonférentiel), et e est la différence de phase entre une tension de commande Vpm appliquée au modulateur de phase 15, Vpm= Asin tJt

et la lumière modulée en phase.

Ainsi qu'il ressort de l'équation (1), l'inten-

sité I0 de la lumière d'interférence 21 contient un ter-

me proportionnel à cos A et un terme proportionnel

à sin a. Puisque la sensibilité de détection de lu-

mière d'interférence augmente lorsque la différence de phase A est endeçà d'une plage d'environ + tr/4

autour de chacun de + mlr(o m = O, 1, 2,...), la compo-

sante proportionnelle à sinAc dans la sortie du photo-

détecteur 16 est détectée par un détecteur synchrone

22. En fixant un signal de référence Vrla dans le détec-

teur synchrone 22 comme suit: Vra 4 2no 1 sin(2n+l)(Ot+Of).......(2) rla'n=o 2n+l ou ef est la différence de phase entre la tension de commande appliquée au modulateur de phase 15, Vpm = pm Asina>t, et la lumière modulée en phase, la sortie Via du détecteur synchrone 22 deviendra: Vla = KlJ 1 (x)sind Cs ( - f)............... (3)

o K1 est une constante. En outre, puisque la sensibili-

té de détection d'interférence augmente lorsque la dif-

férence de phase t est en deçà d'une plage d'environ + Tr/4 autour de chacun de +(2m + i). T/2 (o m = 0, 1, 2,...), la composante proportionnelle à cos&à dans

la sortie du photodétecteur 17 est détectée par un dé-

tecteur synchrone 23. En fixant un signal de référence Vr2a dans le détecteur synchrone 23 comme suit: Vr 4 = 1 sin[2(2n+l)(wt+0f)......... (4) r 2a =' no -2n+l la sortie V2a du détecteur synchrone 23 deviendra: V2a = K2J2(x)s s2 (-f)..................(5)

o K2 est une constante. Les sorties des détecteurs syn-

chrones 22 et 23 sont appliquées à des filtres passe-

bas 24 et 25, dont les sorties Vla et V2a sont déli-

vrées à des bornes 29 et 30, respectivement. La sortie de l'oscillateur 27 est appliquée en tant que signal

de référence Vr2a au détecteur synchrone 23 et est ap-

pliquée simultanément en tant que signal de référence Vla au détecteur synchrone 22 par l'intermédiaire d'un

circuit logique 26.

Afin d'élargir la plage dynamique du gyro-

scope à fibre optique, la sortie de détecteur synchrone Vla ou V2a est tirée en tant que sortie V0, selon que la différence de phase à 4 est dans la plage +Tr/4 autour de + mYr soit +(2m + 1) YT /2 (o m = 0, 1, 2,.

), et le nombre de fois de commutation entre les sorties..DTD: de détecteur synchrone Vla et V2a est mesurée, en ob-

tenant ainsi une information de vitesse angulaire..

à partir de l'équation suivante (6): C2 mr6 i = 4RL (2 + KV) -- (6) o K(rad/v) est un gain de conversion. C'est-à-dire que sur la Figure 2, la composante proportionnelle à sin6

(signal 72 sur la Figure 3) et la composante proportion-

nelle à coskà (signal 73 sur la Figure 3) sont appli-

quées aux bornes 29 et 30, respectivement. Le signal proportionnel à sin4n et le signal proportionnel à cos ti sont commutés entre dans un commutateur 61 par une sortie D provenant d'une des bornes d'un compteur

réversible 70 qui est pondérée20. La sortie du commuta-

teur 61 a sa polarité inversée dans un commutateur 62 par une sortie E provenant d'une des bornes du compteur

réversible 70 qui est pondéréie 21, et la sortie à pola-

rité inversée est délivrée à une borne de sortie de

gyroscope 65 par l'intermédiaire d'un linéariseur 64.

La sortie du commutateur 62 est appliquée à une borne d'entrée sans inversion et à une borne d'entrée avec inversion de comparateurs 66 et 67, respectivement,

dans lesquels elle est comparée aux tensions de référen-

ce +Vr et -V d'alimentations de référence 68 et 69.

r r Les sorties des comparateurs 66 et 67 sont appliquées à des bornes de comptage et de décomptage COMPT. et DECOMPT. du compteur réversible 70, dans lequel elles sont comptées et décomptées, respectivement. La sortie

D de la borne de sortie du compteur réversible 70, pon-

dérée 20, est appliquée en tant que signal de commande de commutation au commutateur 61, et la sortie E à la borne de sortie pondérée 21 est appliquée en tant que

signal de commande de commutation au commutateur 62.

Les commutateurs 61 sont chacun commutés à une borne

NC dans l'état initial (dans lequel le signal de comman-

de de commutation est un "0" logique) et sont transférés

à une borne NO lorsque le signal de commande de commu-

tation est un "1" logique. La valeur de comptaga du compteur réversible 70 peut être prélevé sur une borne 71. Comme indiqué précédemment, la sortie sur la borne 29 varie proportionnellement à sin / 4 comme représenté par la courbe 72 dans la colonne A de la Figure 3, tandis que la sortie sur la borne 30 varie proportionnellement à cos A comme représenté par la courbe 73 dans la colonne A de la Figure 3. Lorsque la différence de phase A est dans la plage de + M/4, les

commutateurs 61 et 62 demeurent chacun dans l'état re-

présenté sur la Figure 2 et la sortie provenant de la

borne 29, qui est proportionnelle à sin t, est lineari-

sée par le linéariseur 64, étant délivrée ensuite à.la borne de sortie 65 du gyroscope. Lorsque l'entrée au comparateur 66, c'est-à-dire la sortie provenant du commutateur 62 dépasse la tension de référence Vr, des impulsions seront produites comme représentées dans la colonne B de la Figure 3. Les impulsions sont comptées

par addition par le compteur réversible 70.

D'autre part, lorsque la sortie du commutateur

62 excède la tension de référence - V dans le sens né-

gatif, des impulsions seront engendrées comme représenté gatif, des impulsions seront engendrées comme représenté

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dans la colonne C de la Figure 3 et retranchées par le

compteur réversible 70. La sortie D du compteur réversi-

ble 70, pondérée 20, varie comme représenté dans la co-

lonne D de la Figure 3, et la sortie E pondérée 21 varie comme représenté dans la colonne E de la Figure

3. Lorsque la sortie D pondérée 20 du compteur réver-

sible 70 est au niveau haut ("1" logique), le commuta-

teur 61 est commuté et le signal à la borne 30, c'est-

à-dire la sortie proportionnelle à CosA4 est linéarisée

et ensuite appliquée à la borne de sortie 65 du gyro-

scope. De façon converse, lorsque la sortie du commuta-

teur 62 devient supérieur à la tension de référence -Vr dans le sens négatif, le comparateur 67 délivre des

impulsions, qui sont retranchées par le compteur réver-

sible 70. En conséquence, la sortie D pondérée 20 de-

vient haute, par laquelle le commutateur 61 est actionné et, comme c'est le cas avec ce qui précède, le signal à la borne D, c'est-à-dire la sortie proportionnelle à cos 4 est linéarisée et ensuite appliquée à la borne

de sortie 65 du gyroscope.

Lorsque la différence de phase t c augmente en valeur absolue et que la sortie proportionnelle à cos 4 excède la tension de référence +V ou -Vr en valeur absolue, des impulsions sont produites à partir

des comparateurs 66 et 67 et additionnées ou retran-

chées par le compteur réversible 70, le commutateur 61 est ramené à sa position initiale, et le signal 29, c'est-à-dire, la sortie proportionnelle à sinà 4 est

linearisée et appliquée à la borne de sortie 65 du gyro-

scope. Simultanément, une commande d'inversion de pola-

rité de signal ( un signal de commande de commutation) est délivrée par la sortie E pondérée 21 du compteur réversible 70 de sorte que les sorties proportionnelles à sin Af et cosAl deviennent positives par rapport à la différence de phase 4 À, et le commutateur 62 est connecté à un inverseur 63. Dans ce qui précède, si les

tensions de sortie du commutateur 62, qui sont propor-

tionnelles à sin 4 et à cos 4 lorsque la différence de phase Af est YI/4, sont fixées légèrement inférieu- res aux tensions de référence +Vr et -Vr en valeur rr absolue, alors une sortie en dents de scie peut être obtenue à la borne de sortie 65 comme représenté dans la colonne G de la Figure 3 et un hystérésis peut être

prévu dans la commutation entre les signaux proportion-

nels à sin 6f et cosAt, assurant un fonctionnement stable. De cette manière, lorsque la différence de phase t4 est dans la plge d'environ + TI/4 autour de +mm, la composante sinA est délivrée en tant que sortie du gyroscope et lorsque la différence de phase est dans la plage d'environ + IT/4 autour de +(2m + l)TF/2, la composante cos A est délivrée en tant que sortie du gyroscope, par laquelle la sortie peut être obtenue

avec un degré élevé de linéarité sur toute la plage.

A partir de cette sortie, la vitesse angulaire peut

être obtenue en utilisant l'équation (6). Dans l'équa-

tion (6), V0 est la tension à la borne de sortie 65 du

gyroscope et m est la différence entre les nombres to-

taux d'impulsions ajoutée et retranchée par le compteur réversible 70, c'est-à-dire la valeur de comptage du

compteur réversible 70, qui est prélevée sur la borne 71.

Pour une extraction appropriée des composantes sinAc et cos du signal de sortie de conversion photoélectrique du photodétecteur 17, il est nécessaire que le signal à détecter et le signal de référence dans chaque détecteur synchrone soient sensiblement en phase

entre eux.

Cependant, la différence de phase e entre la tension de commande Vpm qui est appliquée au modulateur de phase 15 et la composante à fréquence fondamentale de la lumière d'interférence (la différence de phase dans la composante haute fréquence suppose une valeur multipliée par l'ordre d'harmoniques concerné comme indiqué par l'équation (1).) varie avec les conditions

environnantes, en particulier, la température à laquel-

le le modulateur de phase 15 est exposé. Puisque le mo-

dulateur de phase 15 est réalisé, par exemple, en enrou-

lant une fibre optique autour d'un vibreur électrostric-

tif cylindrique, sa caractéristique de phase entree/sor-

tie est essentiellement sujette à varier avec les condi-

tions ambiantes. De plus, lorsque le point de fonction-

nement du modulateur de phase 15 est fixé à son point de résonance, la caractéristique de phase entree/sortie devient variable de façon marquée avec les conditions ambiantes. Par ailleurs, le point de fonctionnement du modulateur de phase 15 est habituellement fixé à son point de résonance. En tenant compte de ceci, le signal à détecter et le signal de référence dans chacun des détecteurs synchrones 22 et 23 ne sont pas en phase

entre eux, provoquant des variations du facteur de pro-

portionnalité des sorties V la et V2a ainsi qu'on le voit à partir des équations (3) et (5). Ceci n'est rien

qu'une variation de la sortie V0 du gyroscope, se tra-

duisant par une erreur de mesure de la vitesse angulaire par le gyroscope à fibre optique dont la plage d'entrée est prévue pour être agrandie, ainsi qu'on le voit de

l'équation (6).

Classiquement, le procédé suivant a été utili-

sé pour stabiliser le facteur de proportionnalité. La Figure 4 représente un schéma synoptique fonctionnel

d'un circuit stabilisateur de facteur de proportionnali-

té par lequel l'amplitude K1.Jl(x) de la sortie Vla dans l'équation (3) est maintenue constante. La sortie

du photodétecteur 17 est appliquée au détecteur syn-

chrone 31 et 32, dans lesquels une détection synchrone est effectuée à une fréquence de modulation de phase f0 et une fréquence 2f0 deux fois plus élevée que la précédente, respectivement. Les sorties des détecteurs

synchrones 31 et 32 sont élevées au carré par des cir-

cuits d'élévation au carré 33 et 34, respectivement,

*2 2

et leurs sorties au carré V12 et V2 sont additionnées par un additionneur 35, dont la tension de sortie V devient: V= V 2+ V2= (K1 'Po-J'( -sinêd + (K2 Po J2(xf'COS2 (7)

o K1 et K2 sont des constantes (tel qu'un gain d'ampli-

fication, un gain de conversion photoélectrique, un gain de détection synchrone, etc.). En ajustant le gain

total de sorte que K1.P0.J1(x) = K2.P0.J2(x) et en sup-

posant que l'amplitude dans cet exemple soit représentée

par K, la tension de sortie V devient, à partir de l'é-

quation (7): V = K2. (Si2 +Cos 2d)K2(s.....................) A présent, on suppose que la valeur initiale ou valeur de référence d la tension de sortie V est représentée par KR. En détectant la différence entre la valeur de référence KR2 d'un générateur de niveau de référence R

36 et la tension de sortie V avec un amplificateur dif-

férentiel 37 et en réappliquant négativement la diffé-

rence à un circuit de commande de puissance lumineuse 39 par l'intermédiaire d'un intégrateur 38, l'amplitude de la sortie V1 peut être maintenue constante même si la puissance lumineuse provenant de la source lumineuse, une perte de transmission optique et l'état polarisé de

la lumière varient.

Ceci sera décrit en termes concrets. Si une puissance maximale de lumière P0 parvenant sur le pho- todétecteur 17 est réduite pour une cause queiconque

et que la tension V chute au-dessous de la valeur de ré-

férence KR2 du générateur de signal de référence 36, l'amplificateur différentiel 37 délivrera un signal positif. En réglant le système avec ce signal positif de sorte que la puissance de la lumière qui est émise par la source lumineuse 11 augmente, la puissance maximale de lumière P0 qui atteint le photodétecteur

17 augmentera. D'autre part, lorsque la puissance maxi-

male de lumière P0 augmente pour une cause inconnue et que la tension V excède la valeur de référence KR2

l'amplificateur différentiel 37 délivre un signal né-

gatif, diminuant la puissance de lumière qui est émise par la source lumineuse 11. En résultat de ceci, la

puissance maximale de lumière P0 qui atteint le photo-

détecteur 17 diminuera. Ainsi, la tension V peut toujours être maintenue à la valeur de référence KR2 En d'autres R termes, l'amplitude de la tension V1 peut être maintenue constante.

L'amplitude de la sortie V1 peut de façon si-

milaire être maintenue constante également en prévoyant sur l'étage suivant le photodétecteur 17 un circuit de commande de gain dont le gain peut être modifié par un signal externe et par une contre-réaction à celui-ci

de la sortie de l'intégrateur 38.

Avec le circuit stabilisateur du facteur de proportionnalité classique il est nécessaire, en vue

d'assurer une stabilisation du facteur de proportionna-

lité, que le x qui est une variable des fonctions de Bessel de première espèce, J1(x) et J2(x), soit d'une haute stabilité. Même si un procédé de stabilisation de la valeur x est utilisé, une erreur de commande

se produit et la valeur x varie,,bien que légèrement.

Normalement, la valeur x est fixée à 1,84 à laquelle

la sortie V1 est détectée avec une sensibilité maxima-

le. Avec x = 1,84, J1(x) est stable indépendamment d'une variation de la valeur de x mais J2(x) qui est un coefficient de la sortie V2 n'est pas stable et varie

facilement avec un changement de valeur de x, comme re-

présenté sur la Figure 5. Lorque la valeur x subit une

telle variation, K1.P0.J1(x) K2.P0.J2(x) et l'équa-

tion (8) n'est pas obtenue. En d'autres termes, le circuit stabilisateur du facteur de proportionnalité

ne fonctionnera pas normalement et le facteur de pro-

portionnalité en tant que caractéristique entrée/sortie du gyroscope à fibre optique ne peut pas être maintenu

hautement stable.

Sur la Figure 4, des signaux de référence de

fréquences f 0, 3f0 et 2f0 sont délivrés depuis un géné-

rateur de signal de référence 41 aux détecteurs synchro-

nes 31, 42 et 32, qui-délivrent des signaux V1, V3 et

V2, respectivement. Puisque les signaux V1 et V3 peu-

vent prendre des tensions à la fois positives et néga-

tives selon les vitesses angulaires d'entrée positives - et négatives qui sont appliquées au trajet optique 16, ils sont convertis par des circuits absolus 43 et 44

en valeurs absolues. Les circuits absolus 43 et 44 peu-

vent être remplacés par des circuits d'élévation au car-

ré. La sortie du circuit absolu 43 est appliquée à une entrée (+) d'un amplificateur différentiel 45 et la sortie du circuit absolu 44 est appliquée à une entrée

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(-) de l'amplificateur différentiel 45.

La sortie de l'amplificateur différentiel 45 est délivrée par l'intermédiaire de l'intégrateur 46 au circuit de commande de modulateur de phase 28. Le circuit de commande de modulateur de phase 28 possède un agencement dans lequel la tension du signal de la

fréquence de commande f0 qui est appliquée au modula-

teur de phase 15, est augmentée et diminuée par un si-

gnal positif et négatif provenant de l'amplificateur différentiel 45, respectivement. On obtient ainsi une

boucle de commande automatique.

Avec un tel agencement, lorsque la sortie de l'amplificateur différentiel 45 est zéro, c'est-à-dire,

lorsque V1=V3 (En supposant, dans ce cas, que les cons-

tantes K1 et K3 ont été préalablement ajustées pour être égales entre elles.), la tension qui est appliquée au

modulateur de phase 15 est ajustée par le circuit de com-

mande 28 du modulateur de phase de sorte que les fonc-

tions de Bessel de première espèce J1(x) et J3(x) pren-

nent la même valeur, c'est-à-dire environ 3,05 en fonc-

tion de la valeur x au point A sur la Fig.5.

A condition que l'amplitude A du signal de mb-

dulation de phase augmente et par conséquent que la va-

leur x augmente, la fonction de Bessel J1(x) augmente mais J3(x) diminue comme indiqué au point A sur la Fig. 5. En résultat de ceci, l'amplificateur différentiel 45 applique un signal négatif à l'intégrateur 46, dont la

sortie décroît et le circuit de commande 28 du modula-

teur de phase diminue la tension d'un signal de commande à appliquer au modulateur de phase 15 en conséquence,

provoquant ainsi une diminution de la valeur de l'ampli-

tude A du signal de modulation de phase.

D'autre part, dans le caso l'amplitude A du signal de modulation de phase diminue et o la valeur x diminue de façon correspondante, la fonction de Bessel du premier ordre Jl(x) augmente, mais la fonction de Bessel du troisième ordre J3(x) diminue comme représenté

sur la Fig.5. En conséquence, l'amplificateur différen-

tiel 45 applique un signal positif à l'intégrateur 46.

L'intégrateur 46 augmente sa sortie et le circuit de commande 28 du modulateur de phase augmente la tension du signal de commande à appliquer au modulateur de phase

en conséquence, augmentant ainsi la valeur de l'amplitu-

de A du signal de modulation de phase.

De cette façon, la valeur x et par conséquent

la sensibilité à la sortie du gyroscope peut être main-

tenue constante à chaque instant, même si l'amplitude A du signal de modulation de phase est modifiée par des

conditions ambiantes ou des forces externes qui sont ap-

pliquées au dispositif. L'intégrateur 46 disposé entre

l'amplificateur différentiel 45 et le circuit de comman-

de 28 du modulateur de phase a pour fonction d'éliminer un écart résiduel de l'amplificateur différentiel 45

dans l'action proportionnelle, maintenant ainsi la va-

leur x à une valeur visée (x=3,05) à chaque instant.

Comme mentionné précédemment, l'art antérieur utilise les sorties V1 et V3 des détecteurs synchrones 31 et 42 en tant que signaux de commande en vue d'une stabilisation de la modulation de phase. Les sorties V1 et V3 sont exprimées par les équations suivantes: V1 = K1 ' P0 J1(x)sin.........

....... (9)..DTD: V3 K3. Po J3(x)sin..................

Les sorties V1 et V3 sont proportionnelles à sin t+. Par conséquent, lorsque la vitesse angulaire d'entrée est zéro ou extrêmement faible, les sorties sont zéro ou

extrêmement faibles, rendant ainsi impossible d'effec-

tuer une commande en vue d'une stabilisation de la modu-

lation de phase. Dans ce cas, l'intégrateur 46 est satu-

ré positivement ou négativement et l'amplitude du signal de modulation de phase devient maximum ou minimum. Dans un tel état, le gyroscope ne peut pas répondre à une

entrée à vitesse élevée, et par suite effectuer une opé-

ration normale en vue de stabiliser la modulation de pha-

se et le facteur de proportionnalité.

C'est un des buts de la présente invention de proposer un gyroscope à fibre optique qui fonctionne de façon stable même si la vitesse angulaire d'entrée est

zéro ou extrêmement faible.

Un autre objet de la présente invention est de proposer un gyroscope à fibre optique dans lequel même

si la caractéristique de phase entree/sortie du modula-

teur de phase varie avec une modification des conditions

ambiantes, un signal d'entrée désiré et le signal de ré-

férence dans le détecteur synchrone sont maintenus en

phase entre eux, maintenant ainsi le facteur de propor-

tionnalité du gyroscope de façon stable.

Un autre but de la présente invention est de proposer un gyroscope à fibre optique dans lequel, même

si la caractéristique de phase entrée/sortie du modula-

teur de phase varie, les signaux à détecter et le signal de référence dans le détecteur synchrone sont maintenus en phase entre eux, maintenant ainsi de façon stable le facteur de proportionnalité du gyroscope sur toute la

plage d'entrée de ce dernier.

Un autre but de la présente invention est de proposer un gyroscope à fibre optique dans lequel, même si la plage de mesure de vitesse angulaire d'entrée

est agrandie, le circuit en vue de stabiliser la modula-

tion de phase fonctionne normalement.

* Un autre but de la présente invention est de proposer un gyroscope à fibre optique qui maintient hau- tement stable le facteur de proportionnalité en tant que

caractéristique d'entrée/sortie de celui-ci.

Encore un autre but de la présente invention est de proposer un gyroscope à fibre optique qui possède

une caractéristique d'entrée/sortie qui varie continue-

ment avec la vitesse angulaire d'entrée.

Selon un aspect de la présente invention, on

fait passer des ondes lumineuses dans le sens des aiguil-

les d'une montre et dans le sens contraire des aiguilles d'une montre à travers un trajet optique circulaire d'au moins une boucle et on fait interférer entre elles les

ondes lumineuses ayant traversé le trajet optique à l'ai-

de de moyens d'interférence. Un organe de modulation de

phase est relié en cascade entre les moyens d'interfé-

rence et le trajet optique, grâce auquel les ondes lumi-

neuses sont modulées en phase, et la lumière d'interfé-

rence est convertie par un photodétecteur en un signal

électrique correspondant à l'intensité de la lumière d'in-

terférence. La composante à fréquence fondamentale de la fréquence de modulation de phase des moyens de modulation de phase, contenue dans le signal électrique, est détectée

de façon synchrone par un premier moyen de détection syn-

chrone en vue d'obtenir un signal de vitesse angulaire.

Des composantes de second et quatrième harmoniques de la fréquence de modulation de phase, contenues dans le signal électrique de sortie du photodétecteur, sont détectées de

façon synchrone par des second et troisième moyens de dé-

tection synchrone. Les moyens de modulations de phase sont commandés de sorte que le rapport entre les sorties des second et troisième moyens de détection synchrone peut toujours être égal à une valeur de référence présente. Selon un autre aspect de la présente invention, un second moyen de détection synchrone est prévu en vue de détecter de façon synchrone une composante harmonique paire de la fréquence de modulation du modulateur de

phase qui est contenu dans la sortie du photodétecteur.

Le signal de sortie du second moyen de détection syn-

chrone est utilisé pour effectuer une commande de telle sorte que dans le premier moyen de détection synchrone en vue de détecter de façon synchrone une composante harmonique impaire de la fréquence de modulation du

modulateur de phase, contenue dans la sortie du photo-

détecteur, un signal d'entrée et un signal de référence sont sensiblement en phase entre eux et qu'un signal d'entrée et un signal de référence dans le second moyen de détection synchrone sont sensiblement déphasés de

degrés l'un par rapport à l'autre. Selon un autre aspect de la présente invention, des ondes lumineuses ayant

traversé le trajet optique dans des directions opposées sont amenées à interférer entre elles et la lumière d'interférence résultante est

convertie par un photodétecteur en un signal électrique.

Une composante harmonique impaire de la fréquence de mo-

dulation du moyen de modulation de phase, contenue dans le signal électrique est détectée de façon synchrone

par le premier moyen de détection synchrone. Une compo-

sante harmonique paire de la fréquence de modulation du moyen de modulation de phase, contenue dans le signal électrique, est détectée de façon synchrone par le second moyen de détection synchrone. Le signal électrique est détecté de façon synchrone par un troisième mcyen de détection synchrone en utilisant un signal de référence déphasé de 90 degrés par rapport au signal de référence du premier moyen de détection synchrone. En outre, le signal électrique est détecté de façon synchrone par un troisième moyen de détection synchrone en utilisant un signal de référence déphasé de 90 degrés par rapport

au signal de référence du second moyen de détection syn-

chrone. Un premier moyen de détection de phase utilise

les sorties des premier et troisième moyens de détec-

tion synchrone en vue de détecter la différence de phase entre le signal de référence appliqué au premier moyen

de détection synchrone et la composante du signal d'en-

trée à détecter de façon synchrone. Un second moyen de détection de phase utilise les sorties des second et quatrième moyens de-détection synchrone pour détecter la différence de phase entre le signal de référence et la composante du signal d'entrée à détecter de façon

synchrone dans le second moyen de détection synchrone.

Les sorties des premier et second moyens de détection de phase sont utilisées pour effectuer une commande de telle sorte que le signal de référence et le signal à détecter de façon synchrone dans chacun des premier et second moyens de détection synchrone sont toujours en

phase entre eux.

Selon un autre aspect de la présente invention, des composantes harmoniques impaires adjacentes de la fréquence de modulation de phase du moyen de modulation de phase, contenues dans la sorties du photodétecteur, sont détectées de façon synchrone par les premier et second moyens de détection synchrone, et des composantes

harmoniques paires adjacentes de la fréquence de modu-

lation de phase sont détectées de façon synchrone par

des troisième et quatrième moyens de détection syn-

chrone. La tension qui est appliquée au moyen de modula-

tion de phase est commandée par un premier moyen de com-

mande de modulation de phase de sorte que les sorties des premier et second moyens de détection synchrone deviennent égales entre elles, et la tension qui est appliquée au moyen de modulation de phase est commandée par un second moyen de commande de modulation de phase de sorte que le rapport entre les sorties des troisième

et quatrième moyens de détection synchrone est constant.

La tension qui est appliquée au moyen de mo-

dulation de phase est commandée par un troisième moyen

de commande de modulation de phase, à la place du pre-

mier moyen de commande de modulation de phase, de sorte

que les sorties des premier et second moyens de détec-

tion synchrone sont délivrées dans un rapport constant.

Selon encore un autre aspect de la présente invention, la composante sinusoïdale de la différence de phase entre les deux ondes lumineuses dans la sortie du photodétecteur est détectée par un premier moyen de détection de signal et la composante cosinusoidale de la différence de phase est détectée par un second moyen de détection de signal. Les premier et second moyens de

détection de signal sont commutés par un moyen de com-

mutation de signal de sorte que le premier moyen de dé-

tection de signal délivre sa sortie lorsque la différen-

ce de phase est de l'ordre d'environ + T/4 autour de mi<(o m = O, 1, 2,.. .) et le second moyen de détection de signal délivre sa sortie lorsque la différence de

phase est de l'ordre d'environ + /4 autour de (2m + 1).

t (m = O, +1, +2,...). La quantité analogique selon

2 - -

le nombre de commutation entre les signaux des premier et second moyens de détection de signal est convertie et la sortie des moyens de commutation de signal sont

additionnées par un moyen additionneur.

La Figure 1 est un schéma synoptique représen-

tant un gyroscope à fibre optique classique.

La Figure 2 est un schéma synoptique représen- tant la partie principale du gyroscope à fibre optique

classique avec une plage de mesures agrandie.

La Figure 3 représente une série de formes

d'onde apparaissant en des endroits respectifs du gyro-

scope représenté sur la Figure 2, en vue d'expliquer son fonctionnement. La Figure 4 est un schéma synoptique illustrant un gyroscope à fibre optique classique comprenant un

circuit de stabilisation de modulation de phase.

La Figure 5 est une courbe représentant de

fonctions de Bessel de première espèce.

La Figure 6 est un schéma synoptique représen-

tant un mode de réalisation de la présente invention.

La Figure 7 est une courbe représentant sa

caractéristique Vd -X.

La Figure 8 est un schéma synoptique représen-

tant la partie principale d'un autre mode de réalisation

de la présente invention.

La Figure 9 est un schéma synoptique représen-

tant la partie principale d'un autre mode de réalisation.

La Figure 10 est un schéma synoptique repré-

sentant une forme modifiée du gyroscope à fibre optique

représenté sur la Figure 9.

La Figure 11 est un schéma synoptique repré-

sentant la partie principale d'un autre mode de réalisa-

tion de la présente invention.

La Figure 12 est un schéma synoptique repré-

sentant la partie principale d'un autre mode de réali-

sation de la présente invention.

La Figure 13 est un schéma synoptique repré-

sentant une partie d'une forme modifiée du gyroscope

à fibre optique représenté sur la Figure 12.

La Figure 14 est un schéma synoptique repré-

sentant une partie d'une autre forme modifiée du gyro-

scope à fibre optique représenté sur la Figure 12.

La Figure 15 est une courbe représentant sa

caractéristique Vdl -X.

La Figure 16 est un schéma synoptique repré-

sentant une partie d'encore un autre mode de réalisa-

tion de la présente invention; et La Figure 17 est un diagramme de formes d'onde,

en vue d'expliquer son fonctionnement.

La Figure 6 illustre un mode de réalisation

de la présente invention, sur laquelle des parties cor-

respondantes à celles de la Figure 4 sont désignées par les mêmes chiffres de référence. Sur la Figure 6, les détecteurs synchrones 32 et 47 sont alimentés avec des signaux de-référence de fréquences 2f0 et 4f0 à

partir du générateur de signal de référence 41 et déli-

vrent des signaux V2 et V4, respectivement. Les signaux V2 et V4 sont exprimés comme suit: V2 K2' P0J2(x)s i...............J(

V4 K4 Po. J4(x)cos5...............

Dans un diviseur 48, le signal V4 est divisé par le signal V2 pour obtenir V4 K4'J4(x) Vd =V2 K2.J2(x) En commandant les gains des détecteurs synchrones de sorte que K2 = K4, il vient J4(x) Vd 2==4

w 4=..................

J 2 (x) Ceci fixe entre les fonctions de Bessel J2(x) et J4(x) une relation fixe indépendante de la vitesse angulaire d'entrée. La Figure 7 est une courbe représentant la

relation de Vd = J4(x)/J2(x) à la valeur x, et la va-

leur de Vd au point de fonctionnement (x = 3,05) est environ 0,285. En fixant la valeur de référence d'un

générateur de niveau de référence 49 à 0,285, en com-

parant la valeur de référence et Vd dans un amplifica-

teur différentiel 51, en appliquant en contre réaction la différence au circuit de commande 28 du modulateur de phase par l'intermédiaire d'un intégrateur 52, et en commandant la tension du signal qui est appliqué depuis l'oscillateur 27 au modulateur de phase 15, la

valeur de Vd peut toujours être fixée à 0,285. En d'au-

tres termes, la valeur x peut être maintenue à 3,05.

Le circuit de commande 28 du modulateur de phase possède un agencement dans lequel la tension du signal de la fréquence de commande f0 qui est appliquée au modulateur de phase 15 est augmentée et diminuée par un signal positif et négatif de l'amplificateur différentiel 51, respectivement; ainsi, un circuit de

commande automatique est établi. Si à présent l'ampli-

tude A du signal de modulation de phase est augmentée par une cause quelconque et par conséquent la valeur x augmente, la valeur de Vd augmentera ainsi qu'il est évident de la Figure 7. En conséquence, l'amplificateur

différentiel 51 applique le signal négatif à l'intégra-

teur 52, amenant sa sortie à diminuer. Par conséquent,

le circuit de commande 28 du modulateur de phase dimi-

nue la tension du signal qui est appliqué au modulateur de phase 15, diminuant ainsi l'amplitude A du signal de modulation de phase. D'autre part, si l'amplitude A du signal de modulation de phase diminue et si la valeur

x diminue également en conséquence, la valeur de Vd di-

minuera ainsi qu'on le voit sur la Figure 7. En consé-

quence, l'amplificateur différentiel 51 applique le signal positif à l'intégrateur 52, par lequel sa sortie diminue, et le circuit de commande 28 du modulateur de phase augmente la tension du signal qui est appliqué au modulateur de phase 15, augmentant ainsi l'amplitude

A du signal de modulation de phase.

Avec un tel agencement, même si l'amplitude A du signal de modulation de phase est modifiée par des

conditions externes (telles que la température, des vi-

brations, des chocs, etc.), la valeur x peut être main-

tenue constante à chaque instant et la sensibilité de

la sortie du gyroscope peut être maintenue constante.

Bien que dans ce mode de réalisation, le signal V4 est divisé par le signal V2, le signal V2 peut également

être divisé par le signal V4. Dans un tel cas, la va-

leur de Vd au point de fonctionnement (x = 3,05) est approximativement 3, 5. Par conséquent, la valeur de référence du générateur de niveau de référence 49 a seulement besoin d'être régléà 3,5. Ce qui précède constitue le gyroscope à fibre

optique adapté pour une modulation de phase stable se-

lon la présente invention. Ainsi qu'on le comprendra des équations (11) et (12), les signaux de commande

V2 et V4 qui sont utilisés dans le circuit de stabilisa-

tion de modulation de phase représenté sur la Figure 6 sont suffisamment grands même si la vitesse angulaire d'entrée est zéro ou extrêmement faible; de sorte qu'ils assurent des opérations normales en vue de stabiliser la modulation de phase et en vue de stabiliser le facteur

de proportionnalité précité.

Les signaux V2 et V4 diminuent lorsque la

vitesse angulaire d'entrée augmente, même si la diffé-

rence de phase Sagnac fA est 60 degrés, ils auront quand même une amplitude de 50% et peuvent être utilisés

suffisamment pour effectuer une commande en vue de sta-

biliser la modulation de phase.

D'autre part, dans le cas o la source lumi-

neuse 11 possède une longueur d'onde A de 0,83]Lm et le trajet optique 16 possède un rayon R de 0,02 m et une

longueur L de 200 m, une vitesse angulaire d'entrée ma-

ximale n à la différence de phase Sagnac Ai est appro-

ximativement 300 degrés par seconde, qui est une valeur

suffisamment praticable.

Bien que dans ce qui précède V = J4x)/2(x) au point de fonctionnement pour la modulation de phaseJ4(x)/J2(x) au point de fonctionnement pour la modulation de phase

est d'environ 0,285 et que cette valeur est fixée com-

me valeur de référence du générateur de niveau de réfé-

rence 49, il est également possible de fixer Vd = Kd = J4(x)/J2(x) + B, o Kdet B sont des valeurs arbitraires, et d'utiliser, en tant que valeurs de référence, la va- leur de Vd au point de fonctionnement (x = 3, 05). Par

exemple, si Kd et B sont fixées à 10 et 0, respective-

ment, alors la valeur de Vd au point de fonctionnement (x = 3,05) sera d'environ 2, 85, à laquelle la valeur de référence du générateur de niveau de référence 49

est fixée.

Sur la Figure 6, le signal de sortie du photo-

détecteur 17 est détecté de façon synchrone par le troisième harmonique 3f0 de la fréquence de modulation de phase f0 dans le détecteur synchrone 42 et la sortie détectée V3 est appliquée à un amplificateur 53, dans lequel elle est amplifiée Km fois. La sortie amplifiée V3 est appliquée à un additionneur 54, dans lequel elle est ajoutée à la sortie V1 du détecteur synchrone 31

ayant détecté de façon synchrone la sortie du photo-

détecteur par la fréquence de modulation de phase fO' La sortie V0 de l'additionneur 54 est donnée par:

V=K1 Po 1( () J-sinj +KK3 - Po - J3(x)-sin -............

o K1 et K3 sont des constantes (tel que le gain de

chaque détecteur synchrone, le gain de conversion pho-

toélectrique). En ajustant les gains et en fixant K1 = K3 = K0, l'équation (14) devient Vo =K Po' (J1(x)+ Km-J35(x)-sinio.........4 En fixant Km = 2,2, (J1(x) + Km. J3(x)) est maximum au point o x est sensiblement égal à 3,05, et est stable à sa proximité, comme représenté sur la Figure 5. Au point x = 3,05, la fonction de BesselJ2(x) est également maximum et stable par rapport à x. Ensuite, si V0 est utilisé à la place de V1 dans l'équation (7) une erreur de commande apparaît dans le circuit en vue de maintenir la valeur x stable, et même si la valeur x varie, les amplitudes des sorties V0 et V1 sonttoujours égales et le circuit de stabilisation du facteur de proportionnalité fonctionne normalement. La tension V0 est stable par rapport à la valeur x, et par suite peut être utilisée en tant que sortie du gyroscope à fibre optique.

Dans ce mode de réalisation, la sortie ci-des-

sus V0 est linearisée par un linéariseur 55 et ensuite délivrée en tant que sortie VOUT du gyroscope à fibre

optique. La sortie VOUT dans cet exemple est la sui-

vante

VOUT = K1 ' Po.J1(X)'...............

Il est également possible d'additionner les vecteurs de la sortie V0 provenant de l'additionneur 54 et de la sortie V2 provenant du détecteur synchrone 32, pour obtenir de combien la valeur absolue du vecteur somme a dévié de la valeur de référence, et corriger

numériquement la sortie VOUT conformément à l'écart.

La Figure 8 représente la partie principale

d'un autre mode de réalisation de la présente invention.

La sortie du photodétecteur 17 est détectée de façon synchrone par le détecteur synchrone 31 en référence à

un signal de référence VR1 d'une fréquence fRl La com-

posante qui est détectée de façon synchrone dans ce cas est la composante de la fréquence fondamentale f du m signal exprimé par l'équation (1), et la sortie détectée est délivrée à une borne de sortie 56 du gyroscope à fibre optique. Le signal V1 ayant sa composante alterna- tive ainsi supprimée est proportionnelle à sin f. La sortie V1 à cet instant devient:

V1 = K1 'sin4 cos ( 0- Of)............

o K est une constante et ef est la différence de phase

entre la tension de commande qui est appliquée au modu-

lateur de phase 15 et le signal de référence VR1. Ici, la différence de phase 8 est la différence de phase

entre la tension de commande qui est appliquée au modu-

lateur de phase 15 et au signal de modulation de phase

de la lumière, comme indiqué précédemment. Cette diffé-

rence de phase varie sensiblement avec les conditions

ambiantes, en particulier, la température, rendant ins-

table le facteur de proportionnalité de la tension V1 qui est utilisée essentiellement en tant que sortie

du gyroscope à fibre optique.

Pour éviter ceci, la présente invention uti-

lise, pour la correction de phase, un harmonique pair du signal contenu dans la lumière d'interférence. Dans

ce mode de réalisation, une composante de second har-

monique est utilisée. la sortie du photodétecteur 17

est détectée de façon synchrone par un signal de réfé-

rence VR2 d'une fréquence fR2 dans le détecteur synchro-

ne 32. La phase du signal de référence VR2 est fixée par

un circuit logique 57 de sorte que la sortie V2 est ob-

tenue à partir du détecteur synchrone 32, o la sortie

V2 est donnée par l'équation suivante (18).

V2 = K2 cosJ 'sin{ 2(- Of)............

Le signal V2 est appliqué à un intégrateur 58 et un circuit de réglage automatique de phase 59 qui est capable de modifier la différence de phase 8f est commandé par la sortie de l'intégrateur 58 de sorte que la différence de phase 8f devient égale à la différence de phase 8. La sortie de l'oscillateur 27 est appliquée par l'intermédiaire du circuit de réglage automatique

de phase 59 au circuit logique 57, dans lequel les si-

gnaux de référence VR1 et VR2 sont engendrés. Le circuit de réglage automatique de phase 59 est commandé de sorte que la différence (8 - ef) peut toujours être zéro, c'est-à-dire, la sortie de l'intégrateur 58 peut toujours être zéro. En conséquence, l'équation (17) devient: V1 = K1 Sin 0............... A Même si la différence de phase e entre l'entrée et la sortie du modulateur de phase 15 varie avec une variation

des conditions ambiantes, en particulier, la tempera-

ture ambiante, il est possible de supprimer la fluctua-

tion du facteur de proportionnalité qui estla caracté-

ristique d'entrée/sortie du gyroscope à fibre optique.

La raison pour laquelle l'harmonique d'ordre pair est utilisé pour la correction de phase est la suivante: ainsi qu'on le voit de l'équation (18), même

lorsque la vitesse angulaire d'entrée n.-, qui est ap-

pliquée au trajet optique 16, est zéro ou très faible, c'est-à-dire, même lorsque la différence de phase A entre les ondes lumineuses se propageant à travers le trajet optique 16 dans des directions opposées est très

faible, le signal de l'harmonique pair est proportion-

nel à cos J, et par suite fournit une valeur suffi-

samment grande en tant que signal de commande.

D'autre part, un harmonique pair est très petit lorsque la vitesse angulaire d'entrée est faible, ainsi qu'on le comprend de l'équation (17); de sorte que la composante harmonique d'ordre impair ne convient pas pour une utilisation en tant que signal de commande

pour la modulation de phase.

Ainsi qu'on le verra de l'équation (18), ce-

pendant, même dans le cas de l'utilisation d'un harmo-

nique pair, un accroissement de la vitesse angulaire d'entrée provoque un accroissement de la différence de phase i et le signal V2 en tant que signal de commande

diminue de façon correspondante.

Cependant, dans un gyroscope à fibre optique dans lequel la différence de phase à 4 entre les ondes lumineuses se propageant à travers le trajet optique

16 dans des directions opposées dans le cas d'une vites-

se angulaire d'entrée maximale est d'environ 45 degrés ou moins, la réduction de la sortie secondaire V2 est approximativement 30% ou moins et la sortie V2 peut

être utilisée suffisamment en tant que signal de comman-

de. La Figure 9 représente la partie principale d'un autre mode de réalisation de la présente invention, sur lequel des éléments correspondants à ceux de la

Figure 1 sont désignés par les mêmes chiffres de réfé-

rence. Dans ce mode de réalisation, des détecteurs syn-

chrones 81 et 82 sont prévus. Des circuits logiques 83

et 84 engendrent des signaux Vrlb et Vr2b qui sont dé-

phases de 90 degrés par rapport aux signaux de référence Vrla et Vr2a pour les détecteurs synchrones 22 et 23, respectivement. Les signaux Vrlb et Vr2b sont appliqués

en tant que signaux de référence aux détecteurs synchro-

nes 81 et 82, dans lesquels la sortie V. du photodétec- teur 17 est détectée de façon synchrone. Les sorties des détecteurs synchrones 81 et 82 sont appliquées à des filtres passe-bas 85 et 86, respectivement. Les sorties Vlb et V2b des filtres passe-bas 85 et 86 sont les suivantes: Vlb =ViVrib= Klb- Jil(X) l5sinsin(O0-0f)......... (

V2b =Vi Vr2b = K2b-J cos sin 2 2(0-Of).........

o K1bet K2b sont des constantes. Les sorties Vla et Vlb des filtres passe-bas 24 et 85 sont appliquées à un multiplicateur 87 qui sert de moyen de détection de phase, et les sorties V2a et V2b des filtres passebas et 86 sont appliquées à un multiplicateur 88 qui sert de moyen de détection de phase. Les sorties Vel et Ve2 des multiplicateurs 87 et 88 sont les suivantes: (Ksia Sinó) 2

--n)V e.sin2(0-0f)......

el = V1 a.'V b --

(K2cos JO) 2 Ve2 =0;aV)

Ve2 = V2a V2b = ( 2 sin4(8-0f)......(Z.

o: K1= Kla 1(x) = Klb J1(x) K2 K2a J2(x) = K2b J2(x)

C'est-à-dire, puisque sin A et cos AL sont respective-

ment élevés au carré, les sorties des multiplicateurs 87 et 88 deviennent positives à chaque instant et leur

* polarité correspond à la sortie en sinus de la différen-

ce de phase (e - ef) et n'est pas affectée par la pola-

rité de la vitesse angulaire d'entrée, c'est-à-dire, la polarité de la composante en sinus & et de la composante en cos À 4 correspondant à la différence de phase AL entre les ondes lumineuses ayant traversé le

trajet optique 16 dans des directions opposées.

Par conséquent, la différence de phase (e - ef) peut toujours être maintenue constante en commandant un circuit de réglage automatique de phase 89, disposé dans l'étage précédent les circuits logiques 83 et 84, par la sortie de chacun des multiplicateurs 87 et 88 pour ainsi modifier e de façon correspondante

à la différence de phase 6. Le même effet pourrait éga-

lement être produit en disposant un circuit de réglage

automatique de phase 91 dans l'étage précédent le cir-

cuit de commande 28 du modulateur de phase comme re-

présenté en pointillé, au lieu d'utiliser le circuit de réglage automatique de phase 89, et en commandant la relation de phase du signal Vpm, qui est appliqué au modulateur de phase 15, au signal de référence de

chacun des détecteurs synchrones 22, 23, 81 et 82.

Dans ce mode de réalisation, les sorties Vel et Ve2 des multiplicateurs 87 et 88 sont additionnées

par un additionneur 92, la sortie sommée Ve est appli-

quée à un amplificateur 93 comprenant un filtre élec-

trique, et la sortie de l'amplificateur 93 est utilisée

en tant que signal de commande pour le circuit de ré-

glage automatique de phase 89. Il est également possible, cependant, d'utiliser un agencement tel que représenté sur la Figure 10 dans lequel les sorties Vel et Ve2 des multiplicateurs 87 et 88 sont sélectivement appliquées par l'intermédiaire d'un organe de commutation 94 à l'amplificateur 93 et la sortie de l'amplificateur est utilisée en tant que signal de commande. Dans ce cas,

l'organe de commutation 94 sélectionne la sortie multi-

pliée Ve2 du multiplicateur 88 qui possède une valeur suffisamment grande en tant que signal lorsque la dif- férence de phase & L est dans la plage d'environ + v /4 autour de + mT (o m = 0, 1, 2,...), et sélectionne

la sortie multipliée Vel du multiplicateur 87 qui pos-

sède de façon similaire une valeur suffisamment grande en tant que signal lorsque la différence de phase L est dans la plage de + t /4 autour de + (2m + 1).-2 (o m = 0, 1, 2,...). Ceci peut être obtenu simplement en commandant l'organe de commutation 94 avec la sortie

D pondérée 20 du compteur réversible 70 de la Figure 2.

La Figure 11 représente un autre mode de réa-

lisation de la présente invention, dans lequel les

phases des signaux de référence des détecteurs synchro-

nes 81 et 82 sont commutes entre +90 et -90 degrés par rapport aux signaux de référence Vrla et Vr2a des

détecteurs synchrones 22 et 23 conformément aux polari-

tés des sorties Vla et V2a des filtres passe-bas 24 et 25. Les polarités des sorties des détecteurs synchrones 81 et 82 sont en accord avec les polarités des sorties des détecteurs synchrones 22 et 23. Les polarités des sorties Vla et V2a des détecteurs synchrones 22 et 23 sont contrôlées par des comparateurs 95 et 96, dont les sorties sont appliquées à des éléments de commutation 97 et 98 pour les contrôler, commutant les signaux de référence des détecteurs synchrones 81 et 82 entre les signaux Vr1b et Vrlb déphasés de 180 degrés et entre les signaux Vr2b et Vr2b également déphasés de 180 r2b r2b

degrés. C'est-à-dire, lorsque la sortie de chaque détec-

teur synchrone devient négative, le signal de référence décalé de 180 degrés avec elle est appliqué au détecteur, rendant sa sortie positive. En résultat de ceci, les sorties Vlb, et V2b, deviennent:

Vlb =IKisin4 I ' sin(O-Of)...............

V2b = IK2cOs A I.'Sin2(o- of)...............

Ainsi, l'information de différence de phase (O - ef)

peut être délivrée indépendamment des polarités des com-

posantes sinL4 et cosL 4 correspondant à la vitesse angulaire d'entrée. Le circuit de réglage automatique de phase 89 est contr8lé de sorte que la différence de

phase e - e est réduite à zéro. c'est-à-dire, les sor-

f ties Vlb, et V2b, sont utilisées à la place des signaux Ve1 et Ve2 représentés sur les Figures 9 et 10. Par ailleurs, le filtre électrique de l'amplificateur 93 à la Figure 9 est habituellement du type proportionnel

plus dérivatif plus intégral.

La Figure 12 représente un autre mode de réa-

lisation de la présente invention, dans lequel des élé-

ments correpondants à ceux de la Figure 6 sont désignés par les mêmes chiffres de référence. Les sorties des détecteurs synchrones 31, 32, 42 et 47 sont appliquées

à des filtres électriques 101, 102, 103 et 104, déli-

vrant des tensions V1, V2, V3 et V4, respectivement.

VI = Kl'J1(x'sindtb V2= K2 J2(x)'COS V3 = K3 - J3(x)'- sin V4 = K4 - J4( COs à

Puisque les signaux V1 et V3 deviennent posi-

tifs ou négatifs selon que la vitesse angulaire d'entrée qui est appliquée au trajet optique 16 est positive ou négative, ils sont convertis par des circuits absolus et 106 en valeurs absolues. Les circuits absolus

peuvent également être remplacés par des circuits pos-

sédant une fonction d'élévation au carré du signal d'entrée qui leur est appliqué. La sortie du circuit absolu 105 est appliquée à une entrée plus (+) d'un amplificateur différentiel 107 et la sortie du circuit absolu 106 est appliquée à une entrée moins (-) de

l'amplificateur différentiel 107.

Le circuit de commande 28 du modulateur de phase possède un agencement dans lequel la tension du

signal de la fréquence de commande fo,0' qui est appli-

quée au modulateur de phase 15, est augmentée et dimi- nuée par le signal positif et le signal négatif de l'amplificateur

différentiel 107, respectivement; ainsi,

une boucle de commande automatique est réalisée.

La tension qui est appliquée au modulateur de phase 15 est commandée par le circuit de commande 28 du modulateur de phase de sorte que lorsque la sortie

de l'amplificateur différentiel 107 est zéro, c'est-à-

dire, lorsque V = V (en supposant que les constantes i 3 K. et K3 ont été préalablement réglées pour être égales entre elles), les fonctions de Bessel de première espèce

J1(x) et J3(x) deviennent égales entre elles, c'est-à-

dire qu'elles atteignent le point A sur la Figure 5

o la valeur x est environ 3,05.

Si à présent l'amplitude A du signal de modu-

lation de phase augmente pour une raison quelconque et par conséquent la valeur x augmente, la fonction de Bessel J1(x) diminue et la fonction de Bessel J3(x) augmente comme indiqué au point A sur la Figure 5. En résultat de ceci, l'amplificateur différentiel 107

applique le signal négatif à un filtre électrique 108.

La sortie du filtre électrique 108 diminue, de sorte que le circuit de commande 28 du modulateur de phase diminue la tension à appliquer au modulateur de phase

, provoquant une diminution de la valeur de l'ampli-

tude A du signal de modulation de phase.

Lorsque l'amplitude A du signal-de modulation de phase diminue et que la valeur x diminue également en conséquence, la fonction de Bessel du premier ordre J1(x) augmente et la fonction de Bessel du troisième

ordre J3(x) diminue comme représenté sur la Figure 5.

En conséquence, l'amplificateur différentiel 107 appli-

que le signal positif au filtre électrique 108. La sor-

tie du filtre électrique 108 augmente, de sorte que le circuit de commande 28 du modulateur de phase augmente

la tension à appliquer au modulateur de phase 15, pro-

voquant une augmentation de la valeur de l'amplitude

A du signal de modulation de phase.

Avec un tel agencement, même si la valeur de l'amplitude A du signal de modulation de phase est modifiée par des conditions externes (telles que la

température, des vibrations, des chocs, etc.), la va-

leur x peut être maintenue constante à chaque instant et la sensibilité de la sortie du gyroscope peut être

maintenue constante.

Le filtre électrique 108 possédant une fonc-

tion d'intégration, prévu entre l'amplificateur diffé-

rentiel 107 et le circuit de commande 28 du modulateur

de phase, supprime un écart résiduel de l'ampli-

ficateur différentiel 107 dans l'action proportionnelle, maintenant ainsi la valeur x à la valeur visée (x = 3,05)

à chaque instant.

Les signaux V2 et V4 sont appliqués au divi-

seur 48, dans lequel le signal V est divisé par le si-

gnal V2, assurant entre les fonctions de Bessel Jl(x) et J3(x) une relation indépendante de la vitesse angu-

laire d'entrée, comme représenté par 1' équation (13).

La sortie Vd du diviseur 48 est appliquée à l'entrée moins (-) de l'amplificateur différentiel 51, dans lequel elle est comparée à la valeur de référence

délivrée par le générateur de niveau de référence 49.

La différence résultante Ve2 est appliquée en contre réaction au circuit de commande 28 du modulateur de phase par l'intermédiaire du filtre électrique 108, commandant la tension qui est appliquée au modulateur de phase 15. La valeur de référence du générateur de niveau de référence 49 est fixée à environ 0,285 comme

représenté sur la Figure 7 lorsque le point de fonction-

nement du modulateur de phase 15 est fixé à x = 3,05.

Le circuit de commande 28 du modulateur de phase est

agencé de sorte que la tension du signal de la fréquen-

ce de commande f0 qui est appliquée au modulateur de phase 15 est augmentée et diminuée par le signal positif et le signal négatif de l'amplificateur différentiel 51,

respectivement; ainsi, un circuit de commande automati-

que est établi.

conditions externes (telles que la température, des vi-

brations, des chocs, etc.), la valeur x peut toujours être maintenue constante. Bien que dans ce mode de réalisation, le signal V4 est divisé par le signal V2, le même effet que mentionné ci-dessus peut être produit

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en divisant le signal V2 par le signal V4. Dans ce

cas, la valeur de la sortie Vd au point de fonctionne-

ment (x = 3,05) est environ 3,5 et la valeur de référen-

ce du générateur de niveau de référence 49 est fixée à 3,5. Habituellement, la sortie du diviseur 48 est

multipliée Kd fois plus grande que la valeur Vd repré-

sentée par l'équation (13). Par conséquent, la valeur de référence du générateur de niveau de référence 49

est également fixée -à une valeur Kd fois.

Dans le mode de réalisation représenté sur la

figure 12, le signal d'erreur de sortie Vel de l'ampli-

ficateur différentiel 107 et le signal d'erreur de sor-

tie Ve2 de l'amplificateur différentiel 51 sont addi-

tionnés par un additionneur 109, dont la sortie est

appliquée au filtre électrique 108. Lorsque la diffé-

rence de phase à 4 est mit (o m = 0, 1, 2,...) et à sa proximité, le signal de commande (V1 = V3) est zéro ou très faible et le système utilisant la sortie de l'amplificateur différentiel 107 ne peut pas jouer son

rôle normal. Dans ce cas, cependant, le signal de com-

mande (V2, V4) possède une valeur suffisamment grande,

permettant au circuit de stabilisation du degré de modu-

lation-de phase de fonctionner normalement.

D'autre part, lorsque la différence de phase A est m/2T (o m = 0,+1, +2,.

) et autour de cette valeur, le signal de commande ( V2, V4) est zéro ou très..DTD: faible et le système utilisant la sortie de l'amplifica-

teur différentiel 51 ne peut pas jouer son rôle normal.

Dans ce cas, cependant, le signal de commande (V1, V3) possède une valeur suffisamment grande, permettant au circuit de stabilisation du degré de modulation de phase

de fonctionner normalement.

Par conséquent, même si la plage dynamique est agrandie et si la différence de phase t 4 augmente de façon correspondante, le degré de modulation de

phase peut être maintenu stable sur toute la plage.

La Figure 13 représente un autre mode de réa-

lisation de la présente invention. Le signal d'erreur Vel de l'amplificateur différentiel 107 et le signal d'erreur Ve2 de l'amplificateur différentiel 51 sont sélectivement appliqués au filtre électrique 108 par

l'intermédiaire d'un commutateur 111. Lorsque la diffé-

rence de phaseA4 est de l'ordre d'environ +TrV/4 autour de +mAT ( o m = 0, 1, 2,...), le commutateur 111 est passant sur son côté NC (normalement fermé), permettant

le passage au travers du signal d'erreur Ve2 de l'ampli-

ficateur différentiel 51, tandis que lorsque la diffé-

rence de phase A 4 est de l'ordre d'environ + lt/4 au-

tour de + (2m + 1).]r/2 (ot m = 0, 1, 2,...), le com-

mutateur 111 est passant sur son côté NO (normalement ouvert) permettant le passage au travers du signal d'erreur Vel de l'amplificateur différentiel 107. De cette façon, le circuit de stabilisation du degré de modulation de phase peut être actionné normalement sur toute la plage d'entrée, assurant la stabilisation du degré de modulation de phase. Le commutateur 111 peut ! être commuté par la sortie D du compteur réversible

70 de la Figure 2.

La Figure 14 représente une forme modifiée de la section associée à l'amplificateur différentiel 107. Les signaux V1 et V3 sont appliqués à un diviseur 112, dans lequel le signal V1 est divisé par le signal V3. La sortie Vdl du diviseur 112 est donnée par: KK1Jl(x' sinJ Vd l = ali - K3 J3(x) sind 5

En fixant K1 = K3 on obtient Vdl = J1 (x)/J3(x), éta-

blissant entre les fonctions de Bessel Jl(x) et J3(x)

une relation constante indépendante de la vitesse angu-

laire d'entrée.

La Figure 15 est une courbe représentant la relation Vdl = J1(X)/J3(x) à la valeur x, et la valeur de la sortie Vdl au point de fonctionnement (x = 3,05)

est 1.

Ensuite, la valeur de référence d'un généra-

teur de niveau de référence 113 est fixée à 1, la valeur

de référence est comparée à la sortie Vdl dans un ampli-

ficateur différentiel 114, et la différence ainsi détec-

tée est appliquée en contre réaction au circuit de com-

mande 28 du modulateur de phase par l!intermédiaire du filtre électrique 108 pour ainsi modifier la tension

qui est appliquée au modulateur de phase 15. Grâce à ce-

ci, la sortie Vdl peut être fixée à 1 à chaque instant.

En d'autres termes, la valeur x peut être maintenue à 3,05 comme ceci est le cas avec le mode de réalisation de la Figure 12. Dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 14, le signal V1 est divisé par le signal V3, mais même si le signal V3 est divisé par le signal V1, la boucle de commande automatique peut être formée de façon similaire. Dans ce cas, la valeur de la sortie Vdl au point de fonctionnement (x = 3,05) est 1 comme dans le cas qui précède et la valeur de référence du

générateur de niveau de référence 113 est fixée à 1.

La sortie du diviseur 112 est habituellement multipliée pour être Kd fois plus grande que la valeur dV de Vdl; par conséquent, la valeur de référence du générateur de niveau de référence 113 est également

fixée à une valeur Kd fois.

La Figure 16 représente encore un autre mode de réalisation de la présente invention, dans lequel la borne d'entrée 65 reçoit la sortie de la borne 65 sur la Figure 2, c'est-a-dire le signal représenté sur la Figure 3G. La borne 71 reçoit la sortie du compteur

réversible 70 sur la Figure 2, par lequel un convertis-

seur numérique-analogique 115 délivre un signal repré-

senté sur la Figure 17B. Le convertisseur numérique-

analogique 115 délivre une tension continue m t/ (2K) (volts) correspondant à m7t/2 (o m = 0, +1, +2,...)

dans l'équation (6).

Le signal V0 appliqué à la borne 65 et la sortie du convertisseur numérique-analogique 115 sont additionnés par un additionneur 116, à la sortie duquel peut être obtenu une sortie continue par rapport à la différence de phase d comme représenté sur la Figure 17C. Le convertisseur numérique-analogique 115 délivre la sortie représentée sur la Figure 17B, mais

afin d'éviter qu'un changement de polarisation à l'ins-

tant de la tension zéro apparaisse à une borne de sortie 117 du gyroscope à fibre optique, un circuit de zone

morte 118-peut être prévu sur le côté sortie du conver-

tisseur numérique-analogique 115.

Il apparaîtra que de nombreuses modifications et variantes peuvent être effectuées sans s'écarter de

la portée des nouveaux concepts de la présente invention.

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Claims

R E V E N D I C A T IONS

1. Gyroscope à fibre optique, caractérisé en ce qu'il comporte: un trajet optique circulaire (16) d'au moins une boucle; des moyens (14) en vue de permettre à des ondes lumineuses de traverser le trajet optique dans

le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens con-

traire; des moyens d'interférence de telle sorte que les ondes lumineuses (19, 20) ayant traversé le trajet optique sont faites interférer entre elles;

des moyens de modulation de phase (15) connec-

tés en cascade entre les moyens d'interférence et une extrémité du trajet optique, en vue de moduler en phase les deux ondes lumineuses; des moyens (17) de conversion photoélectrique

en vue de convertir l'intensité de la lumière d'inter-

férence en un signal électrique; des premiers moyens de détection synchrones

(31) de telle sorte qu'une composante à fréquence fon-

damentale d'une fréquence de modulation des moyens de modulation de phase, contenue dans le signal de sortie des moyens de conversion photoélectrique, est détectée

de façon synchrone et un signal correspondant à une vi-

tesse angulaire d'entrée est délivré; des second et troisième moyens de détection synchrone (32, 42) de telle sorte que des composantes de second et troisième harmoniques de la fréquence de modulation des moyens de modulation de phase, contenus

dans le signal de sortie des moyens de conversion photo-

électrique, sont détectées de façon synchrone, respecti-

vement; et des moyens (28) en vue de commander les moyens

de modulation de phase (15) de sorte que le rapport en-

tre la sortie des seconds moyens de détection synchrone

et la sortie des troisièmes moyens de détection synchro-

ne est constamment égal à une valeur de référence pré- déterminée.

2. Gyroscope à fibre optique, caractérisé en ce qu'il comporte: un trajet optique circulaire (16) d'au moins une boucle;

des moyens (14) en vue de permettre à des on-

des lumineuses de traverser le trajet optique dans le

sens des aiguilles d'une montre et dans le sens contrai-

re; des moyens d'interférence de telle sorte que les ondes lumineuses (19, 20) ayant traversé le trajet optique sont faites interférer entre elles;

des moyens de modulation de phase (15) connec-

tés en cascade entre les moyens d'interférence et une extrémité du trajet optique, en vue de moduler en phase les deux ondes lumineuses; un photodétecteur (17) en vue de détecter, en tant que signal électrique, l'intensité de la lumière d'interférence; des premiers moyens de détection synchrone (42) de telle sorte qu'une composante harmonique impaire de la fréquence de modulation des moyens de modulation de phase, contenue dans la sortie du photodétecteur, est détectée de façon synchrone; des seconds moyens de détection synchrone (32) de telle sorte qu'une composante harmonique paire de la fréquence de modulation des moyens de modulation de phase, contenue dans la sortie du photodétecteur, est détectée de façon synchrone; et

des moyens de commande (51) sensibles à un si-

gnal provenant des seconds moyens de détection synchrone en vue d'effectuer une commande de sorte qu'un signal d'entré'e et un signal de référence tous deux appliqués aux premiers moyens de détection synchrone deviennent sensiblement en phase entre eux et un signal d'entrée

et un signal de référence tous deux appliqués aux se-

conds moyens de détection synchrone sont sensiblement

déphasés de 90 degrés.

3. Gyroscope à fibre optique, caractérisé en ce qu'il comporte: un trajet optique circulaire (16) d'au moins une boucle;

des moyens (14) en vue de permettre à des on-

des lumineuses (19, 20) de traverser le trajet optique dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens contraire; des moyens d'interférence de telle sorte que les ondes lumineuses ayant traversé le trajet optique sont faites interférer entre elles;

des moyens de modulations de phase (15) connec-

tés en cascade entre les moyens d'interférence et une extrémité du trajet optique, en vue de moduler en phase les deux ondes lumineuses; des moyens de conversion photoélectrique (17)

en vue de détecter, en tant que signal électrique, l'in-

tensité de la lumière d'interférence; des premiers moyens de détection synchrone (22) de telle sorte qu'une composante harmonique impaire

désirée de la fréquence de modulation des moyens de modu-

lation de phase, contenue dans la sortie des moyens de

conversion photoélectrique, est détectée de façon syn-

chrone; des seconds moyens de détection synchrone (23)

de telle sorte qu'une composante harmonique paire dési-

rée de la fréquence de modulation des moyens de modula-

tion de phase, contenue dans la sortie des moyens de

conversion photoélectrique, est détectée de façon syn-

chrone; des troisièmes moyens de détection synchrone

(81) en vue de détecter la sortie des moyens de conver-

sion photoélectrique par un signal de référence déphasé de 90 degrés avec un signal de référence des premiers moyens de détection synchrone; des quatrièmes moyens de détection synchrone

(82) en vue de détecter la sortie des moyens de conver-

sion photoélectrique par un signal de référence déphasé de 90 degrés avec un signal de référence des seconds moyens de détection synchrone; des premiers moyens de détection de phase (87) de telle sorte qu'une information sur la différence de phase entre le signal de référence et la composante

détectée de façon synchrone du signal d'entrée des pre-

miers moyens de détection synchrone est obtenue à partir

des sorties des premiers et troisièmes moyens de détec-

tion synchrone; des seconds moyens de détection de phase (88) de telle sorte qu'une information sur la différence de phase entre le signal de référence et la composante

détectée de façon synchrone du signal d'entrée des se-

conds moyens de détection synchrone est obtenue à partir

des sorties des seconds et quatrièmes moyens de détec-

tion synchrone;

des moyens de commande (89) sensibles aux si-

gnaux de sorties des premiers et seconds moyens de dé-

tection de phase pour effectuer une commande de sorte

que les signaux de référence et les composantes détec-

tées de façon synchrone dans les premiers et seconds moyens de détection synchrone sont toujours en phase

entre eux.

4. Gyroscope à fibre optique selon la revendica-

tion 3, caractérisé en ce que les premiers moyens de

détection de phase (87) sont des moyens en vue de multi-

plier les sorties des premiers et troisièmes moyens

de détection synchrone et les seconds moyens de détec-

tion de phase (88) sont des moyens en vue de multiplier

les sorties des seconds et quatrièmes moyens de détec-

tion synchrone.

5. Gyroscope à fibre optique selon la revendica-

tion 3, caractérisé en ce que les premiers moyens de détection de phase sont des moyens en vue d'inverser

la polarité de la sortie des troisièmes moyens de dé-

tection synchrone selon la polarité de la sortie des premiers moyens de détection synchrone et les econds moyens de détection de phase sont des moyens en vue d'inverser la polarité de la sortie des quatrièmes moyens de détection synchrone selon la polarité de la sortie

des seconds moyens de détection synchrone.

6. Gyroscope à fibre optique selon l'une quel-

conque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il

comprend en outre: des premiers moyens de détection de plage (88) en vue de détecter qu'une différence de phase entre les ondes lumineuses, selon une vitesse angulaire d'entrée appliquée au trajet optique dans son sens circonférentiel, se'trouve dans la plage d'environ + vT/4 autour de +mft (o m = 0, 1, 2,...), des seconds moyens de détection de plage (87) en vue de détecter que la différence de phase entre les ondes lumineuses se trouve dans la plage d'environ + R /4 autour de +(2m + 1).I /2 (o m = 0, 1, 2,...); et des moyens sensibles à la sortie des premiers moyens de détection de plage pour appliquer la sortie des seconds moyens de détection de phase aux moyens de commande (89) et sensibles à la sortie des seconds moyens de détection de plage pour appliquer la sortie des premiers moyens de détection de phase aux moyens de commande.

7. Gyroscope à fibre optique caractérisé en ce qu'il comporte: un trajet optique circulaire (16) d'au moins une boucle;

des moyens (14) en vue de permettre à des on-

des lumineuses de traverser le trajet optique dans le

sens des aiguilles d'une montre et dans le sens contrai-

re; des moyens d'interférence de.telle sorte que les ondes lumineuses ayant traversé la trajet optique sont faites interférer entre elles;

des moyens de modulation de phase (15) connec-

en vue de détecter, en tant que signal électrique, l'in-

tensité de la lumière d'interférence; des premiers et seconds moyens de détection synchrone (32, 47) de telle sorte que des composantes

harmoniques paires adjacentes de la fréquence de modula-

tion des moyens de modulation de phase, contenues dans la sortie des moyens de conversion photoélectrique, sont détectées de façon synchrone;

des troisièmes et quatrièmes moyens de détec-

tion synchrone (31, 42) de telle sorte que des compo-

santes harmoniques paires adjacentes de la fréquence

de modulation des moyens de modulation de phase, conte-

nues dans la sortie des moyens de conversion photoélec-

trique, sont détectées de façon synchrone;

des premiers moyens (51) de commande de modu-

lation de phase de telle sorte qu'une tension qui est appliquée au modulateur de phase est commandée de sorte que les sorties des premiers et seconds moyens de détec- tion synchrone deviennent égales entre elles;

des seconds moyens (48) de commande de modu-

lation de phase de telle sorte qu'une tension qui est appliquée au modulateur de phase est commandé de sorte

que le rapport entre les sorties des troisièmes et qua-

trièmes moyens de détection synchrone devienne constant.

8. Gyroscope à fibre optique selon la revendi-

cation 7, caractérisé en ce qu'il comprend des troisiè-

mes moyens de commande de modulation de phase à la place

des premiers moyens de commande de modulation de phase.

9. Gyroscope à fibre optique, caractérisé en ce qu'il comporte: un trajet optique circulaire (16) d'au moins une boucle;

des moyens (14) en vue de permettre à des on-

des lumineuses de traverser le trajet optique dans le

sens des aiguilles d'une montre et dans le sens contrai-

re; des moyens d'interférence de telle sorte que des ondes lumineuses ayant traversé le trajet optique sont faites interférer entre elles;

des moyens de modulation de phase (15) connec-

en vue de détecter, en tant que signal électrique, l'in-

tensité de la lumière d'interférence; des premiers moyens de détection de signaux

de telle sorte qu'une composante en sinus d'une diffé-

rence de phase entre les ondes lumineuses ayant traversé

le trajet optique dans le sens des aiguilles d'une mon-

tre et dans le sens contraire, contenue dans la sortie des moyens de conversion photoélectrique, est détectée; des seconds moyens de détection de signaux en vue de détecter une composante en cosinus de la différence de phase; des moyens de commutation (94) de signaux

permettant le passage au travers de la sortie des pre-

miers ou seconds moyens de détection de signal selon que la différence de phase est dans la plage d'environ + 7r/4 autour de mTr (o m = 0, 1, 2,... ) ou autour de (2m + 1). W7/2 (o m = 0,+1, +2,...); et des moyens (115) de conversion d'une quantité analogique en nombre de commutations entre les signaux de sortie provenant des premiers et seconds moyens de détection de signal, et la sortie provenant des moyens

de commutation de signaux.

10. Gyroscope à fibre optique, caractérisé en ce qu'il comporte: un trajet optique circulaire (16) d'au moins une boucle;

des moyens (14) en vue de permettre à des on-

des lumineuses de traverser le trajet optique dans le

sens des aiguilles d'une montre et dans le sens contrai-

re; des moyens d'interférence de telle sorte que les ondes lumineuses ayant traversé le trajet optique sont faites interférer entre elles;

des moyens de modulation de phase (15) connec-

en vue de détecter, en tant que signal électrique, l'in-

tensité de la lumière d'interférence; des premiers, seconds et troisièmes moyens de détection synchrone (31, 32, 42) de telle sorte que des première, seconde et troisième composantes harmoniques de la fréquence de modulation des moyens de modulation de phase, contenues dans le signal électrique converti

par les moyens de conversion photoélectrique, sont détec-

tées de façon synchrone; des moyens additionneurs (54) de telle sorte

que la sortie des troisièmes moyens de détection syn-

chrone est fixée à une valeur environ 2,2 fois supérieur à la sortie des premiers moyens de détection synchrone et est ajoutée à cette dernière; des moyens de telle sorte les sorties des moyens additionnels (54) et d'un circuit électrique

prévu en un étage précédant les seconds moyens de dé-

tection synchrone ou la quantité de lumière atteignant les moyens de conversion photoélectrique sont commandées de sorte que la somme des valeurs au carré des sorties provenant des seconds moyens de détection synchrone (32)

et des moyens additionneurs (54) devienne constante.

11. Gyroscope à fibre optique selon la revendica-

tion 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des

moyens (37) de telle sorte qu'un écart de la valeur ab-

solue du vecteur composite des sorties des moyens addi-

tionneurs et des seconds moyens de détection synchrone par rapport à une valeur de référence (KR) est obtenu et la sortie du gyroscope à fibre optique est corrigée numériquement.