JP4502931B2 - Ring laser gyro - Google Patents

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Description

この発明はディザ機構を具備するリングレーザジャイロに関する。   The present invention relates to a ring laser gyro provided with a dither mechanism.

図5はこの種のリングレーザジャイロのジャイロブロック10の構造を示したものであり、ガラスブロック11内に正三角形の通路12が形成され、その通路12の正三角形の各頂点にミラー13,14及び光路長制御用ミラー15が配され、これらミラー13〜15によってリング状光路が構成されている。通路12内にはレーザ媒質が封入され、通路12の各辺には陽極16,17及び陰極18が設けられている。図5中、19は光路長制御用ミラー15を変位させるための光路長制御用アクチュエータを示す。
ディザ機構21はガラスブロック11の中央に配置され、この例では円筒状の可動部22と、その軸心から放射状に延伸して可動部22に至る3本の腕状変形部23と、軸心位置においてこれら変形部23と連結され、変形部23で区切られた各空間に突出した3つの島状の取り付け部24aを有する固定部24とよりなり、各変形部23の両側面には圧電素子25が取り付けられている。
FIG. 5 shows the structure of a gyro block 10 of this type of ring laser gyro. An equilateral triangle passage 12 is formed in the glass block 11, and mirrors 13 and 14 are arranged at the apexes of the equilateral triangle of the passage 12. In addition, an optical path length control mirror 15 is disposed, and a ring-shaped optical path is configured by these mirrors 13-15. A laser medium is sealed in the passage 12, and anodes 16 and 17 and a cathode 18 are provided on each side of the passage 12. In FIG. 5, reference numeral 19 denotes an optical path length control actuator for displacing the optical path length control mirror 15.
The dither mechanism 21 is disposed at the center of the glass block 11. In this example, the dither mechanism 21 has a cylindrical movable portion 22, three arm-shaped deformable portions 23 that extend radially from the axial center to reach the movable portion 22, and an axial center. It is composed of a fixed portion 24 having three island-shaped attachment portions 24a that are connected to the deformable portions 23 at positions and project into spaces defined by the deformable portions 23. Piezoelectric elements are provided on both sides of each deformable portion 23. 25 is attached.

ディザ機構21はガラスブロック11の中央に形成された開口26に嵌装されて取り付けられ、ディザ機構21を具備したジャイロブロック10の例えばシャーシ(図示せず)上への設置は、ディザ機構21の取り付け部24aをシャーシにネジ止め固定することによって行われる。図5中、27はネジ用のザグリ穴を示す。
上記のような構成を有するジャイロブロック10では陽極16,17と陰極18との間に高電圧を印加し、プラズマ放電を発生させてレーザ媒質を励起し、リング状光路に互いに反対方向に進行する2つのレーザ光を発振させる。この状態でジャイロブロック10にリング状光路の軸心を中心とする角速度が入力すると、2つのレーザ光に光路差が生じ、その光路差が2つのレーザ光間に発振周波数差を生じさせる。従って、これら2つのレーザ光を重ね合わせることにより干渉縞ができ、この干渉縞から入力角速度を検知するものとなっている。
The dither mechanism 21 is fitted into and attached to an opening 26 formed in the center of the glass block 11, and the gyro block 10 having the dither mechanism 21 is installed on, for example, a chassis (not shown). This is done by fixing the mounting portion 24a to the chassis with screws. In FIG. 5, reference numeral 27 denotes a countersunk hole for a screw.
In the gyro block 10 having the above-described configuration, a high voltage is applied between the anodes 16 and 17 and the cathode 18 to generate a plasma discharge to excite the laser medium and travel in opposite directions to the ring-shaped optical path. Two laser beams are oscillated. In this state, when an angular velocity centered on the axis of the ring-shaped optical path is input to the gyro block 10, an optical path difference is generated between the two laser beams, and the optical path difference generates an oscillation frequency difference between the two laser beams. Accordingly, an interference fringe is formed by superimposing these two laser beams, and the input angular velocity is detected from the interference fringe.

レーザ光の取り出しはミラー13が例えばリードアウトミラーとされて、このミラー13を介して行われる。図5では干渉縞を形成し、検出するための光学系及び光検出器の図示は省略しているが、光検出器は2つ設けられ、これら2つの光検出器から干渉縞出力φA及びφAに対して90°位相差の干渉縞出力φBが出力されるものとなっている。
なお、ディザ機構21は圧電素子25に交番電圧を印加し、変形部23を変形させることによって可動部22を角振動させるものとなっており、これによりレーザブロック10に角振動を与えることができ、ロックイン現象の発生を防止することができるものとなっている(例えば、特許文献1参照)。
The laser light is extracted through the mirror 13 with the mirror 13 as a lead-out mirror, for example. In FIG. 5, an optical system and a photodetector for forming and detecting interference fringes are not shown, but two photodetectors are provided, and interference fringe outputs φA and φA are provided from these two photodetectors. In contrast, an interference fringe output φB having a phase difference of 90 ° is output.
The dither mechanism 21 applies an alternating voltage to the piezoelectric element 25 and deforms the deforming portion 23, thereby causing the movable portion 22 to angularly vibrate, whereby the laser block 10 can be angularly vibrated. The occurrence of a lock-in phenomenon can be prevented (see, for example, Patent Document 1).

図6はジャイロブロック10から取り出された干渉縞出力φA,φBの信号処理の流れを示したものであり、干渉縞出力φA及び90°位相差のφBは信号処理回路31に入力され、信号処理回路31はこれら干渉縞出力φA,φBを矩形波にし、それら矩形波から角速度(ジャイロの回転方向、回転角)に応じたアップ・ダウンパルス(パルス出力)を生成して出力する。アップ・ダウンパルスはアップダウンカウンタ32に入力されて計数され、その計数値はディザ同期手段33に入力される。
ディザ同期手段33にはディザピックオフ34からディザピックオフ信号が入力され、ディザ同期手段33はアップダウンカウンタ32から入力されたアップ・ダウンパルスの計数値をディザピックオフ信号と同期させて出力する。ディザ同期手段33は例えばDフリップフロップで構成される。なお、ディザピックオフ34は前述のディザ機構21の変形部23に取り付けられているディザ駆動用の圧電素子25のうちの角振動検出用として選択された一つの圧電素子25であって、ディザピックオフ信号はその圧電素子25の出力である。
FIG. 6 shows the signal processing flow of the interference fringe outputs φA and φB extracted from the gyro block 10. The interference fringe output φA and the 90 ° phase difference φB are input to the signal processing circuit 31 for signal processing. The circuit 31 converts these interference fringe outputs φA and φB into rectangular waves, and generates and outputs up / down pulses (pulse outputs) corresponding to angular velocities (gyro rotation direction and rotation angle) from the rectangular waves. The up / down pulse is input to the up / down counter 32 and counted, and the counted value is input to the dither synchronizing means 33.
The dither pick-up signal is input from the dither pick-off 34 to the dither synchronizer 33, and the dither synchronizer 33 outputs the count value of the up / down pulse input from the up / down counter 32 in synchronization with the dither pick-off signal. The dither synchronization means 33 is constituted by, for example, a D flip-flop. The dither pick-off 34 is one piezoelectric element 25 selected for angular vibration detection among the dither driving piezoelectric elements 25 attached to the deforming portion 23 of the dither mechanism 21 described above, and is a dither pick-off signal. Is the output of the piezoelectric element 25.

ディザ同期手段33の出力はシステムクロック同期手段35に入力され、入力された計数値は慣性制御システムのクロックと同期させて演算処理され、これにより入力角速度が検知されるものとなっている。
このように、従来においてはアップ・ダウンパルスの計数値をディザピックオフ信号で同期をかけラッチして処理することにより検出角速度からディザ成分を除去するものとなっており、また例えば特許文献2にはディザ周期とディザ周期の半分だけ遅延したタイミングで出力パルスをサンプリングすることでディザ成分を除去するといったことが記載されている。
特開2004−239680号公報 特開昭61−40508号公報
The output of the dither synchronization means 33 is input to the system clock synchronization means 35, and the input count value is processed in synchronization with the clock of the inertia control system, thereby detecting the input angular velocity.
As described above, conventionally, the count value of the up / down pulse is synchronized and latched by the dither pick-off signal, and the dither component is removed from the detected angular velocity. It is described that a dither component is removed by sampling an output pulse at a timing delayed by a dither period and half of the dither period.
JP 2004-239680 A JP 61-40508 A

上述したように、圧電素子を用いてディザ駆動するディザ機構においてはディザ機構の共振を利用しており、ディザ駆動信号と、その圧電素子より検出するディザピックオフ信号とは位相差が90°となる。しかしながら、圧電素子は歪みを電圧に変える時に時間遅れを生じるため、実際のディザの角振動(角度変位)とディザピックオフ信号にはこの時間遅れに起因した位相差が発生する。
ディザの実際の角振動とディザピックオフ信号とに位相差が生じ、つまりディザピックオフ信号の位相がディザの実際の角振動の位相とずれていると、アップ・ダウンパルスの計数値をディザピックオフ信号で同期をかけてラッチする際にずれてラッチすることになり、よってディザ成分を適正に除去することができず、ディザ成分が残留して誤差となってしまい、検出精度の低下を招くことになる。
As described above, the dither mechanism that uses the piezoelectric element to dither drive uses the resonance of the dither mechanism, and the phase difference between the dither drive signal and the dither pick-off signal detected by the piezoelectric element is 90 °. . However, since the piezoelectric element causes a time delay when changing the strain into a voltage, a phase difference due to this time delay occurs in the actual angular vibration (angular displacement) of the dither and the dither pick-off signal.
If there is a phase difference between the actual dither pick-off signal and the dither pick-off signal, that is, if the dither pick-off signal is out of phase with the actual dither pick-off signal, the count value of the up / down pulse is When latching in synchronization, the latch is shifted and therefore the dither component cannot be properly removed, and the dither component remains and becomes an error, leading to a decrease in detection accuracy. .

このようなディザの実際の角振動とディザピックオフ信号との位相差は圧電素子の個体差や取り付け状態(取り付け精度)によって変わり、また温度等の影響によっても変わる。圧電素子の個体差や取り付けに起因する位相差は例えば位相シフト回路を使用し、個別に調整して一定位相値を補償するといった方法を採用すれば対処することができるものの、温度等の変動要因による位相シフトは補償することができない。さらに、ディザ周波数と位相ずれは時間と共に揺らぐため、揺らぎによる誤差が蓄積されるという問題もあり、従来においてはこれら温度等の影響による位相シフトや揺らぎに起因するディザ成分の残留誤差に関し、その誤差を排除するといったことが行われていない状況にあった。   The phase difference between the actual angular vibration of the dither and the dither pick-off signal varies depending on individual differences and mounting states (mounting accuracy) of the piezoelectric elements, and also varies depending on the influence of temperature and the like. Phase differences caused by individual differences or mounting of piezoelectric elements can be dealt with by using a method such as using a phase shift circuit and individually adjusting to compensate for a constant phase value. The phase shift due to cannot be compensated. Furthermore, since the dither frequency and phase shift fluctuate with time, there is also a problem that errors due to fluctuations accumulate.In the past, errors related to residual errors in dither components due to phase shifts and fluctuations due to the effects of temperature, etc. It was in a situation where no such thing was done.

この発明の目的はこのような状況に鑑み、ディザ成分の残留誤差を排除し、入力角速度を高精度に検出することができるようにしたリングレーザジャイロを提供することにある。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a ring laser gyro capable of eliminating a residual error of a dither component and detecting an input angular velocity with high accuracy.

の発明によれば、ジャイロブロックを角振動させるディザ機構と、その角振動を検出するディザピックオフとを備え、ディザピックオフは圧電素子よりなり、ジャイロブロックの干渉縞出力からアップ・ダウンパルスを生成し、それらアップ・ダウンパルスをアップダウンカウンタで計数して、その計数値をディザピックオフの信号と同期させて処理することにより入力角速度を検知する構成とされたリングレーザジャイロは、ディザピックオフ信号の位相を実際の上記角振動の位相に一致させる位相制御手段を具備する。 According to this invention, generation and a dither mechanism for angular oscillation gyro block, a dither pickoff which detects the angular oscillation, a dither pickoff consists of a piezoelectric element, up and down pulses from the interference fringes output of the gyro block The ring laser gyro configured to detect the input angular velocity by counting the up / down pulses with an up / down counter and processing the counted value in synchronization with the dither pick-off signal, It includes a phase control means for matching the phase to the actual the angular frequency of the phase.

相制御手段ディザピックオフ信号の位相を制御電圧信号により変える位相回路と、上記アップ・ダウンパルスを積分してディザ変位信号を生成する第1のアナログ積分器と、位相回路の出力とディザ変位信号とを掛算する掛算器と、その掛算器の出力を平滑化して直流出力とするローパスフィルタと、そのローパスフィルタの直流出力と基準値とを加算する加算器と、その加算器の出力を積分して上記制御電圧信号を生成する第2のアナログ積分器とよりなるものとされる。 Position phase control means and the phase circuit for changing the control voltage signal the phase of the dither pickoff signal, a first analog integrator for generating a dither displacement signal by integrating the up-down pulse, the output of the phase circuit and a dither displacement A multiplier that multiplies the signal, a low-pass filter that smoothes the output of the multiplier to produce a DC output, an adder that adds the DC output of the low-pass filter and a reference value, and an integration of the output of the adder And a second analog integrator for generating the control voltage signal.

この発明によれば、アップ・ダウンパルスの計数値に同期をかけるディザピックオフ信号の位相をディザの実際の角振動の位相に一致させることができ、よってディザピックオフ信号の温度等の影響による位相シフトや揺らぎに起因するディザ成分の残留誤差を排除することができ、高精度に入力角速度を検出することができるものとなる。   According to the present invention, the phase of the dither pick-off signal that synchronizes with the count value of the up / down pulse can be made to coincide with the phase of the actual angular vibration of the dither. Further, it is possible to eliminate the residual error of the dither component caused by the fluctuation and to detect the input angular velocity with high accuracy.

この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図1はこの発明によるリングレーザジャイロの一実施例の構成をブロック図で示したものであり、図6と対応する部分には同一符号を付してある。
この例では図6と同様、ジャイロブロック10の干渉縞出力φA及び90°位相差のφBを信号処理回路31で矩形波にし、それら矩形波からアップ・ダウンパルスを生成する。アップ・ダウンパルスはアップダウンカウンタ32で計数され、その計数値をディザ同期手段33で同期をかけラッチし、その後システムクロック同期手段35で慣性制御システムのクロックと同期させて演算処理を行い、入力角速度を検知する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a ring laser gyro according to the present invention. Parts corresponding to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals.
In this example, as in FIG. 6, the interference fringe output φA and the 90 ° phase difference φB of the gyro block 10 are converted into rectangular waves by the signal processing circuit 31, and up / down pulses are generated from the rectangular waves. The up / down pulse is counted by the up / down counter 32, and the counted value is synchronized and latched by the dither synchronizing means 33, and then the system clock synchronizing means 35 performs the arithmetic processing in synchronization with the clock of the inertia control system. Detect angular velocity.

ディザピックオフ34からのディザピックオフ信号はこの例では位相制御手段40により、その位相がディザの実際の角振動の位相に一致されてディザ同期手段33に入力されるものとなっており、ディザ同期手段33はアップダウンカウンタ32から入力されたアップ・ダウンパルスの計数値をこの実際の角振動の位相に位相が一致されたディザピックオフ信号(以下、ディザ同期信号と言う)と同期させて出力する。
従って、この例ではディザの実際の角振動に位相が一致されたディザ同期信号を使用することで、温度等の影響による位相シフトや揺らぎに起因するディザ成分の残留誤差を排除することができるものとなっている。
In this example, the dither pick-off signal from the dither pick-off 34 is input to the dither synchronization means 33 by the phase control means 40 so that the phase thereof coincides with the phase of the actual angular vibration of the dither. 33 outputs the count value of the up / down pulse input from the up / down counter 32 in synchronism with a dither pick-off signal (hereinafter referred to as a dither synchronization signal) whose phase is matched to the actual angular vibration phase.
Therefore, in this example, by using a dither synchronization signal whose phase is matched to the actual angular vibration of the dither, it is possible to eliminate residual errors of the dither component due to phase shift and fluctuation due to the influence of temperature and the like. It has become.

以下、位相制御手段40の構成及び信号処理について説明する。
位相回路41は外部からの制御電圧信号により位相を変えることができる回路で構成されており、ディザピックオフ34からのディザピックオフ信号はこの位相回路41に入力されて位相制御される。位相回路41の出力は掛算器42に入力され、またディザ同期手段33にディザ同期信号として入力される。
積分器43には信号処理回路31で生成されたアップ・ダウンパルスが入力され、積分器43はアップ・ダウンパルスを積分する。積分器43はアナログ積分器であり、例えばアップパルスを正、ダウンパルスを負の入力とすることにより、積分器43の出力はディザで変位した角度を示すディザ変位信号となる。
Hereinafter, the configuration and signal processing of the phase control means 40 will be described.
The phase circuit 41 is configured by a circuit that can change the phase by a control voltage signal from the outside, and the dither pick-off signal from the dither pick-off 34 is input to the phase circuit 41 and phase-controlled. The output of the phase circuit 41 is input to the multiplier 42 and also input to the dither synchronization means 33 as a dither synchronization signal.
The integrator 43 receives the up / down pulse generated by the signal processing circuit 31, and the integrator 43 integrates the up / down pulse. The integrator 43 is an analog integrator. For example, when the up pulse is a positive input and the down pulse is a negative input, the output of the integrator 43 is a dither displacement signal indicating an angle displaced by dither.

積分器43の出力は掛算器42に入力され、掛算器42は位相回路41の出力と積分器43の出力(ディザ変位信号)とを掛算する。以下、掛算器42の出力を、位相回路41の出力とディザ変位信号とに位相差がない場合と位相差がある場合に分けて説明する。
まず、位相回路41の出力とディザ変位信号とが同位相の場合は、掛算器42の出力は正の全波整流波形となり、振幅は最大となる。この掛算器42の出力はローパスフィルタ44に入力されて平滑化される。平滑化後の直流出力を1とする。この直流出力は加算器45に入力され、加算器45は入力された直流出力と基準電圧発生回路46から入力される基準値とを加算する。基準値は−1とする。この時、加算結果は0となる。
The output of the integrator 43 is input to a multiplier 42. The multiplier 42 multiplies the output of the phase circuit 41 and the output of the integrator 43 (dither displacement signal). Hereinafter, the output of the multiplier 42 will be described separately for the case where there is no phase difference and the case where there is a phase difference between the output of the phase circuit 41 and the dither displacement signal.
First, when the output of the phase circuit 41 and the dither displacement signal are in phase, the output of the multiplier 42 becomes a positive full-wave rectified waveform, and the amplitude becomes maximum. The output of the multiplier 42 is input to the low pass filter 44 and smoothed. The DC output after smoothing is set to 1. This DC output is input to the adder 45, and the adder 45 adds the input DC output and the reference value input from the reference voltage generation circuit 46. The reference value is -1. At this time, the addition result is 0.

加算器45の出力は積分器47に入力されて積分される。この場合、積分器47の入力は0であり、よって制御電圧信号として位相回路41に出力される積分器47の出力は0となり、位相回路41において位相は変化しない。なお、積分器47の初期状態は0とし、つまり制御電圧信号は初めは0とする。
次に、位相回路41の出力とディザ変位信号とに位相差がある場合について説明する。この場合、掛算器42の出力がローパスフィルタ44に入力されて平滑化された直流出力は上述の最大値1より小さくなる。つまり、位相差−90°の時は0、位相差−180°の時は−1であり、この間の位相差はこれらの中間値をとる。従って、基準値−1と加算すると必ず負の値が積分器47の入力となる。積分器47は反転型のアナログ積分器とされ、よって積分器47の出力は正の電圧となり、制御電圧信号として位相回路41に入力される。位相回路41は制御電圧が0より大きくなると、位相が変化し、つまりディザピックオフ信号とディザ変位信号との位相差が0となるようにディザピックオフ信号の位相を制御する。
The output of the adder 45 is input to the integrator 47 and integrated. In this case, the input of the integrator 47 is 0, so the output of the integrator 47 output to the phase circuit 41 as a control voltage signal is 0, and the phase does not change in the phase circuit 41. The initial state of the integrator 47 is 0, that is, the control voltage signal is initially 0.
Next, a case where there is a phase difference between the output of the phase circuit 41 and the dither displacement signal will be described. In this case, the direct current output smoothed by the output of the multiplier 42 being input to the low-pass filter 44 is smaller than the maximum value 1 described above. That is, when the phase difference is −90 °, the phase difference is 0, and when the phase difference is −180 °, the phase difference takes an intermediate value. Therefore, a negative value is always input to the integrator 47 when added to the reference value -1. The integrator 47 is an inverting analog integrator, so that the output of the integrator 47 becomes a positive voltage and is input to the phase circuit 41 as a control voltage signal. When the control voltage becomes larger than 0, the phase circuit 41 changes the phase, that is, controls the phase of the dither pick-off signal so that the phase difference between the dither pick-off signal and the dither displacement signal becomes zero.

上述したように、位相制御手段40はディザピックオフ信号と、アップ・ダウンパルスを積分して得たディザ変位信号との位相差を検出し、その検出した位相差を積分した値をディザピックオフ信号の位相を変えるようにフィードバックすることで、ディザピックオフ信号の位相をディザの実際の角振動(角度変位)の位相に一致させることができるものとなっている。
図2はディザピックオフ信号がディザの実際の変位(角振動)と位相ずれがなく、理想的な場合のディザピックオフ信号とアップ・ダウンパルスの関係を示したものであり、ディザ角速度とディザピックオフ信号を矩形波としたディザ同期信号とを合わせて示している。この発明によるリングレーザジャイロによれば、この図2に示したような理想的な状態を実現でき、アップ・ダウンパルスの境界で、つまりディザ角速度0の点(ディザ変位の極値)で同期をかけることができる。
As described above, the phase control means 40 detects the phase difference between the dither pick-off signal and the dither displacement signal obtained by integrating the up / down pulses, and the integrated value of the detected phase difference is used as the dither pick-off signal. By performing feedback so as to change the phase, the phase of the dither pick-off signal can be matched with the phase of the actual angular vibration (angular displacement) of the dither.
Fig. 2 shows the relationship between the dither pick-off signal and the up / down pulse in an ideal case where the dither pick-off signal has no phase shift with the actual displacement (angular vibration) of the dither, and the dither angular velocity and the dither pick-off signal. Is shown together with a dither synchronization signal having a rectangular wave. According to the ring laser gyro according to the present invention, the ideal state as shown in FIG. 2 can be realized, and synchronization is performed at the boundary of the up / down pulse, that is, at the point where the dither angular velocity is 0 (extreme value of the dither displacement). You can hang it.

一方、図3はディザピックオフ信号の位相がディザの実際の変位の位相とずれている場合(従来例)のディザピックオフ信号とアップ・ダウンパルスの関係を示したものであり、この場合には図に示したようにアップ・ダウンパルスの境界からずれた位置で同期をかけることになり、ディザ成分が残留して誤差となってしまう。
図4は図1における位相回路41の具体的な回路構成例を示したものであり、Q1はPチャンネルFETである。
動作の説明をすると、制御電圧信号が0の時はQ1のDS(ドレインソース)のインピーダンスが小さく、ほぼ0である。従って、位相は−180°のままとなる。次に、制御電圧信号が正のある値をとると、Q1のDSのインピーダンスが大きくなり、R3との並列抵抗となる。この時、位相は−180°からある値だけ進む。
On the other hand, FIG. 3 shows the relationship between the dither pick-off signal and the up / down pulse when the phase of the dither pick-off signal is deviated from the phase of the actual dither displacement (conventional example). As shown in FIG. 4, synchronization is applied at a position deviated from the boundary of the up / down pulse, and the dither component remains to cause an error.
FIG. 4 shows a specific circuit configuration example of the phase circuit 41 in FIG. 1, and Q1 is a P-channel FET.
The operation will be described. When the control voltage signal is 0, the impedance of the DS (drain source) of Q1 is small and almost zero. Therefore, the phase remains at -180 °. Next, when the control voltage signal takes a positive value, the impedance of the DS of Q1 becomes large and becomes a parallel resistance with R3. At this time, the phase advances from −180 ° by a certain value.

具体的数値例を示せば、例えばC1=0.1μF、R1=R2=10KΩ、R3=R4=1MΩとする。ディザ周波数は500Hzとする。
制御電圧信号が0の時はR3とQ1の並列抵抗がほぼ0であるので、位相は−180°となる。制御電圧信号が例えば3Vの時はQ1の抵抗が約1KΩであるので並列抵抗は約1KΩとなり、位相は約−160°と約20°位相が進むことになる。
For example, C1 = 0.1 μF, R1 = R2 = 10 KΩ, and R3 = R4 = 1 MΩ. The dither frequency is 500 Hz.
When the control voltage signal is 0, the parallel resistance of R3 and Q1 is almost 0, so the phase is −180 °. When the control voltage signal is 3 V, for example, the resistance of Q1 is about 1 KΩ, so the parallel resistance is about 1 KΩ, and the phase is about −160 ° and the phase is about 20 °.

この発明によるリングレーザジャイロの一実施例を示すブロック図。The block diagram which shows one Example of the ring laser gyro by this invention. ディザピックオフ信号とアップ・ダウンパルスの関係を示す図(理想的な場合)。The figure which shows the relationship between a dither pick-off signal and an up / down pulse (ideal case). ディザピックオフ信号とアップ・ダウンパルスの関係を示す図(位相ずれによりディザ成分の残留誤差が生じる場合)。The figure which shows the relationship between a dither pick-off signal and an up / down pulse (when the residual error of a dither component arises by phase shift). 図1における位相回路の具体的構成例を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a specific configuration example of a phase circuit in FIG. 1. リングレーザジャイロのジャイロブロックの構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the gyro block of a ring laser gyro. リングレーザジャイロの従来の信号処理を示すブロック図。The block diagram which shows the conventional signal processing of a ring laser gyro.

Claims (1)

ジャイロブロックを角振動させるディザ機構と、その角振動を検出するディザピックオフとを備え、上記ディザピックオフは圧電素子よりなり、上記ジャイロブロックの干渉縞出力からアップ・ダウンパルスを生成し、それらアップ・ダウンパルスをアップダウンカウンタで計数して、その計数値を上記ディザピックオフの信号と同期させて処理することにより入力角速度を検知する構成とされたリングレーザジャイロであって、
上記ディザピックオフ信号の位相を実際の上記角振動の位相に一致させる位相制御手段を具備
上記位相制御手段は、上記ディザピックオフ信号の位相を制御電圧信号により変える位相回路と、
上記アップ・ダウンパルスを積分してディザ変位信号を生成する第1のアナログ積分器と、
上記位相回路の出力と上記ディザ変位信号とを掛算する掛算器と、
その掛算器の出力を平滑化して直流出力とするローパスフィルタと、
そのローパスフィルタの直流出力と基準値とを加算する加算器と、
その加算器の出力を積分して上記制御電圧信号を生成する第2のアナログ積分器とよりなることを特徴とするリングレーザジャイロ。
It has a dither mechanism that angularly vibrates the gyro block and a dither pick-off that detects the angular vibration. The dither pick-off is composed of a piezoelectric element, and generates up / down pulses from the interference fringe output of the gyro block. A ring laser gyro configured to detect an input angular velocity by counting a down pulse with an up / down counter and processing the counted value in synchronization with the dither pick-off signal,
Comprising a phase control means for matching the phase of the dither pickoff signal to the actual the bending vibration of the phase,
The phase control means includes a phase circuit that changes the phase of the dither pick-off signal by a control voltage signal;
A first analog integrator that integrates the up / down pulses to generate a dither displacement signal;
A multiplier that multiplies the output of the phase circuit and the dither displacement signal;
A low-pass filter that smoothes the output of the multiplier to produce a DC output;
An adder for adding the DC output of the low-pass filter and the reference value;
A ring laser gyro comprising: a second analog integrator for integrating the output of the adder to generate the control voltage signal.
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