JPH04369422A - Optical fiber gyro - Google Patents

Optical fiber gyro

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JPH04369422A
JPH04369422A JP13299091A JP13299091A JPH04369422A JP H04369422 A JPH04369422 A JP H04369422A JP 13299091 A JP13299091 A JP 13299091A JP 13299091 A JP13299091 A JP 13299091A JP H04369422 A JPH04369422 A JP H04369422A
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serrodyne
optical fiber
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integrators
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室井 利幸
Kazuteru Sato
一輝 佐藤
Hideaki Okuda
奥田 秀明
Isao Masuzawa
益沢 功
Sadaomi Sakuma
佐久間 貞臣
Tomio Takahashi
富雄 高橋
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Abstract

PURPOSE:To obtain a correct rotary angular velocity output without being influenced by the fly-back time by providing a plurality of integrators in a serrodyne wave generating circuit and switching means for alternately operating and using the integrators. CONSTITUTION:Two integrators 12A, 12B as serrodyne wave generating circuits are provided in the latter stage of an integrator 11 in parallel to each other. The outputs of the integrators 12A, 12B are added via switches 20A, 20B by an adder 21, and output to a serrodyne modulator 16 and a reset circuit 14. The output from the adder 21 is compared with a reference value from a 2pi reference device 15 by a 2pi comparator 22 and a -2pi comparator 23. The two integrators 12A, 12B are alternately driven by the switches 20A, 20B, so that one integrator 12B or 12A is completely reset while the other integrator 12A or 12B is operating. Accordingly, it becomes possible to generate serrodyne waves without the fly-back time.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は運動体、例えば航空機、
船舶、自動車等の回転角度及びそれ等の回転角度を測定
する光ファイバジャイロに関する。
[Industrial Application Field] The present invention is applicable to moving bodies, such as aircraft,
This invention relates to the rotation angle of ships, automobiles, etc., and to an optical fiber gyro for measuring the rotation angle thereof.

【0002】0002

【従来の技術】回転角速度等の検出等において小型化、
高信頼性化を達成するものとして、近年光のサグナック
効果を利用した光ファイバジャイロが開発され、実用化
が進んでいる。この光ファイバジャイロの中で長尺の光
ファイバループ内を伝播する右回りと左回りの伝播光の
位相差から回転速度を求めるものを干渉型光ファイバジ
ャイロと言い、その中でも特に位相変調方式と、セロダ
イン方式の開発が進められている。
[Prior art] Miniaturization in detection of rotational angular velocity, etc.
In order to achieve high reliability, optical fiber gyros that utilize the Sagnac effect of light have been developed in recent years, and are being put into practical use. Among these optical fiber gyros, the one that determines the rotational speed from the phase difference between clockwise and counterclockwise propagating light propagating in a long optical fiber loop is called an interference type optical fiber gyro. , development of the serodyne method is underway.

【0003】位相変調方式は、図7に示す如く半導体レ
ーザ、発光ダイオード等の光源1から出力されるレーザ
などの光がカプラ5で分岐され、その一方が偏光子4に
入射され、この偏光子4よりの光がカプラ6で右回り光
と左回り光とに分割され、これらの光が1本の光ファイ
バを複数回巻回して形成した光ファイバループ3の両端
からそれぞれ入射され、それぞれ光ファイバループ3を
通った後、他方の端より出射光として出射され、再びカ
プラ6で合成され偏光子4を経て光−電流変換する受光
器2に入り電流−電圧変換器7でその出力が電圧として
出力される。この構成に於て、光ファイバループ3に角
速度Ωが印加されると、光ファイバループ3を互いに逆
方向に進む光にザグナック効果が生じ、出射光間に角速
度Ωに比例した位相差が生じる。この位相差Δθは、
In the phase modulation method, as shown in FIG. 7, laser light output from a light source 1 such as a semiconductor laser or a light emitting diode is split by a coupler 5, one of which is incident on a polarizer 4, and the polarizer The light from 4 is split into clockwise light and counterclockwise light by coupler 6, and these lights enter from both ends of optical fiber loop 3 formed by winding one optical fiber multiple times, and each light is After passing through the fiber loop 3, it is emitted from the other end as an output light, is combined again by the coupler 6, passes through the polarizer 4, and enters the photoreceiver 2, which converts light to current. is output as In this configuration, when an angular velocity Ω is applied to the optical fiber loop 3, the Zagnac effect occurs in the lights traveling in the optical fiber loop 3 in mutually opposite directions, and a phase difference proportional to the angular velocity Ω is generated between the emitted lights. This phase difference Δθ is


0004】
[
0004

【数1】[Math 1]

【0005】で表される。ここで、Rは光ファイバルー
プ3の半径、Lは光ファイバループ3の長さ、λは光源
1から出る光の波長、Cは光速を示す。さらに、この位
相変調方式では、光ファイバループの一端に位相変調器
8が設けられており、信号発振器9からの信号でこの位
相変調器8が駆動され互いに逆方向に進む光に位相変調
が加えられる。この位相変調器8に印加する信号、つま
り、信号発生器9からの信号の角周波数をωpとすると
、電流−電圧変換器7の出力Iは、
It is expressed as 0005. Here, R is the radius of the optical fiber loop 3, L is the length of the optical fiber loop 3, λ is the wavelength of light emitted from the light source 1, and C is the speed of light. Furthermore, in this phase modulation method, a phase modulator 8 is provided at one end of the optical fiber loop, and this phase modulator 8 is driven by a signal from a signal oscillator 9 to add phase modulation to the light traveling in opposite directions. It will be done. If the angular frequency of the signal applied to the phase modulator 8, that is, the signal from the signal generator 9, is ωp, then the output I of the current-voltage converter 7 is:

【0006】[0006]

【数2】[Math 2]

【0007】となる。ここで、xは位相変調度、J0 
,J1 ,J2 ,‥‥はベッセル関数、Kは比例定数
、tは時間である。出力Iの角周波数成分の内、角周波
数ωpの成分を、同期検波器10で、信号発生器9より
の角周波数ωpの信号を基準として同期検波することに
より、sinΔθに比例する出力2KJ1 (x)si
nΔθを得ることが出来る。
[0007] Here, x is the phase modulation degree, J0
, J1, J2, . . . are Bessel functions, K is a proportionality constant, and t is time. Among the angular frequency components of the output I, the component of the angular frequency ωp is synchronously detected by the synchronous detector 10 using the signal of the angular frequency ωp from the signal generator 9 as a reference, thereby producing an output 2KJ1 (x )si
nΔθ can be obtained.

【0008】このような位相変調方式に比べてさらに広
いダイナミックレンジの達成を目的としてセロダイン方
式が開発されている。このセロダイン方式の具体的構成
を図8に示す。前述図7の位相変調方式に加えて互いに
逆方向に進む光に鋸歯状波(セロダイン波)を重畳させ
るセロダイン変調器16を光ファイバループ3の一端に
設けるとともに、受光器2、電流−電圧変換器7、同期
検波器10により右回り光と左回り光との位相差を検出
してそれを積分する積分器11、さらに積分器11の出
力を積分する積分器12と、2π基準信号を発生する2
π基準器15と、この基準信号と積分器12の出力を比
較し、リセット信号を発生することにより積分器12の
出力を鋸波とするリセット回路14及びこのセロダイン
波をカウントするカウンタ13を備えている。従って、
積分器12、リセット回路14、2π基準器15がセロ
ダイン波発生回路として動作する。このセロダイン方式
の動作を簡単に説明すると、セロダイン変調器16は、
光ファイバループ3の一端に設けられているので、左右
回りの光はことなるタイミングで位相が変化する。この
ときの受光器上での位相差左右両光間の位相差をθS 
とすると、
The serodyne method has been developed with the aim of achieving a wider dynamic range than the phase modulation method. A specific configuration of this Serodyne method is shown in FIG. In addition to the phase modulation method shown in FIG. 7, a serrodyne modulator 16 is provided at one end of the optical fiber loop 3 to superimpose a sawtooth wave (serodyne wave) on light traveling in opposite directions. 7, an integrator 11 that detects the phase difference between the clockwise light and the counterclockwise light using the synchronous detector 10 and integrates it, and an integrator 12 that integrates the output of the integrator 11, and generates a 2π reference signal. do 2
It includes a π reference device 15, a reset circuit 14 that compares this reference signal with the output of the integrator 12 and generates a reset signal to make the output of the integrator 12 into a sawtooth wave, and a counter 13 that counts this serrodyne wave. ing. Therefore,
The integrator 12, reset circuit 14, and 2π reference device 15 operate as a serrodyne wave generation circuit. To briefly explain the operation of this serrodyne method, the serrodyne modulator 16 is
Since it is provided at one end of the optical fiber loop 3, the phases of the left and right lights change at different timings. At this time, the phase difference between the left and right lights on the receiver is θS
Then,

【0009】[0009]

【数3】[Math 3]

【0010】である。ここで、TS はセロダイン波の
周期、τはファイバ長で決まる時間差である。この時、
電流−電圧変換器7の出力Iは数2のΔθが(Δθ+θ
S )に置き換わったものとなり同期検波器10の干渉
出力は2KJ1 (x)sin(Δθ+θS )となる
。これを積分器11,12で積分し、これをセロダイン
変調器16にフィードバックすることにより出射光間の
位相が一致するように、即ちsin(Δθ+θS )=
0(Δθ=−θS )になるようにセロダイン波の周期
を変化させる。θS はセロダイン周期に比例するため
、Δθもセロダイン周期に比例することになり、カウン
タ13でこのセロダイン波の周波数を数えることにより
回転角速度Ωを出力することができる。つまり、セロダ
イン波の周波数をfS =1/TS とすると。
[0010] Here, TS is the period of the serrodyne wave, and τ is the time difference determined by the fiber length. At this time,
The output I of the current-voltage converter 7 is Δθ of the equation 2 (Δθ+θ
S), and the interference output of the synchronous detector 10 becomes 2KJ1(x)sin(Δθ+θS). This is integrated by integrators 11 and 12 and fed back to the serrodyne modulator 16 so that the phases of the emitted lights match, that is, sin(Δθ+θS)=
The period of the serrodyne wave is changed so that it becomes 0 (Δθ=-θS). Since θS is proportional to the serrodyne period, Δθ is also proportional to the serrodyne period, and by counting the frequency of this serrodyne wave with the counter 13, the rotational angular velocity Ω can be output. In other words, if the frequency of the serrodyne wave is fS = 1/TS.

【0011】[0011]

【数4】[Math 4]

【0012】となる。[0012]

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の光ファイバジャイロにおいて、セロダイン波の
2πからのリセット時間(フライバック時間という)な
どが光ファイバジャイロの性能を制限し、ジャイロのス
ケールファクタエラーを増大させるという問題がある。 即ち、フライバック時間が存在する場合にはΔθ+θS
 =0が成立しないため、同期検波器10からの出力が
0にならず誤差を生じるという問題がある。フライバッ
ク時間をなくすためには、セロダイン波を発生する積分
器12の回路の時定数を小さくすることにより電荷を急
激に放電させることが必要になるが時定数を小さくする
と瞬時的に大電流が流れ、実際の回路構成は極めて困難
である。従って、フライバック時間を0に近づけるには
限界がある。本発明は上記問題点に鑑み、フライバック
時間の影響を受けず正しい回転角速度出力を得ることが
できる光ファイバジャイロを提供することを目的とする
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such conventional optical fiber gyros, the reset time (referred to as flyback time) of the serrodyne wave from 2π limits the performance of the optical fiber gyro, and the scale factor error of the gyro There is a problem of increasing the That is, if there is a flyback time, Δθ+θS
Since =0 does not hold, there is a problem that the output from the synchronous detector 10 does not become 0 and an error occurs. In order to eliminate the flyback time, it is necessary to rapidly discharge the charge by reducing the time constant of the integrator 12 circuit that generates the serrodyne wave. However, the actual circuit configuration is extremely difficult. Therefore, there is a limit to how close the flyback time can be to zero. SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an optical fiber gyro that can obtain a correct rotational angular velocity output without being affected by flyback time.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明による光ファイバ
ジャイロは、例えば図1,図8に示す如く光源1と光フ
ァイバループ3と、この光源1からの光を第1の伝播光
と第2の伝播光とに分配し両者をこの光ファイバループ
3にそれぞれ互いに逆方向に伝播させる光分配器6と、
この第1の伝播光と第2の伝播光に位相偏移を生じさせ
るセロダイン変調器16と、この光ファイバループ3を
伝播した第1の伝播光と第2の伝播光とを同一の導波路
に導いた後これを検出する光検出器2と、この第1の伝
播光と第2の伝播光との位相差に対応した周期を有する
セロダイン波を発生しこのセロダイン変調器16を駆動
するセロダイン波発生回路とを有し、この位相差から回
転角速度を求める光ファイバジャイロにおいて、セロダ
イン波発生回路に積分器12A,12Bを複数設け、こ
れらの積分器12A,12Bを交互に動作させかつ交互
に使用する切り替え手段20A,20B、加算器21、
リセット回路14、2π基準器15を設けたものである
[Means for Solving the Problems] The optical fiber gyro according to the present invention includes a light source 1, an optical fiber loop 3, and a first propagating light and a second propagating light from the light source 1, as shown in FIGS. 1 and 8, for example. an optical splitter 6 for distributing the propagating light into the optical fiber loop 3 and propagating both in opposite directions to each other;
A serrodyne modulator 16 that causes a phase shift in the first propagating light and the second propagating light, and a serrodyne modulator 16 that causes a phase shift in the first propagating light and the second propagating light, and a device that connects the first propagating light and the second propagating light that have propagated through the optical fiber loop 3 to the same waveguide. a photodetector 2 for guiding and detecting the serrodyne wave, and a serrodyne for generating a serrodyne wave having a period corresponding to the phase difference between the first propagating light and the second propagating light and driving the serrodyne modulator 16. In an optical fiber gyro which has a wave generation circuit and calculates rotational angular velocity from this phase difference, a plurality of integrators 12A and 12B are provided in the serrodyne wave generation circuit, and these integrators 12A and 12B are operated alternately and alternately. Switching means 20A, 20B to be used, adder 21,
A reset circuit 14 and a 2π reference device 15 are provided.

【0015】[0015]

【作用】複数の積分器12A,12Bを切り替え手段2
0A,20Bによって交互に動作させ、一方の積分器1
2A又は12Bが動作中に他方の積分器12B又は12
Aを完全にリセットさせることによって、フライバック
時間のないセロダイン波を発生させることが出来る。
[Operation] Means 2 for switching multiple integrators 12A, 12B
0A and 20B are operated alternately, and one integrator 1
While 2A or 12B is operating, the other integrator 12B or 12
By completely resetting A, it is possible to generate a serrodyne wave with no flyback time.

【0016】[0016]

【実施例】以下図面を参照しながら本発明光ファイバジ
ャイロの一実施例につき説明しよう。図1は本発明に係
る光ファイバジャイロの主要部の例を示すブロック図で
あく。この図1において図7,図8に対応する部分には
同一符号を付す。本実施例では図8におけるセロダイン
波発生回路を図1に示す如く構成する。即ちセロダイン
波発生回路として2個の積分器12A,12Bを積分器
11の後段に並列に設ける。さらに、各積分器12A,
12Bの出力は各スイッチ20A,20Bを介して、加
算器21にて両者の信号が加算され、セロダイン変調器
16及びリセット回路14へと出力される。図1におい
て、10aは同期検波器10よりの出力が供給される入
力端子を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the optical fiber gyro according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the main parts of an optical fiber gyro according to the present invention. In FIG. 1, parts corresponding to those in FIGS. 7 and 8 are given the same reference numerals. In this embodiment, the serrodyne wave generation circuit shown in FIG. 8 is configured as shown in FIG. That is, two integrators 12A and 12B are provided in parallel after the integrator 11 as a serrodyne wave generation circuit. Furthermore, each integrator 12A,
The output of 12B passes through each switch 20A, 20B, and the adder 21 adds the two signals together, and outputs the resultant signal to the serrodyne modulator 16 and the reset circuit 14. In FIG. 1, 10a indicates an input terminal to which the output from the synchronous detector 10 is supplied.

【0017】リセット回路14は、2πコンパレータ2
2、−2πコンパレータ23、エクスクルーシイブオア
(XOR)回路24、及びフリップフロップ回路25よ
り構成される。加算器21からの出力は、2πコンパレ
ータ22及び−2πコンパレータ23で2π基準器15
からの基準値と比較される。加算器21からの出力が2
πになると2πコンパレータ22の出力がハイレベルと
なり、XOR回路24の出力がハイレベルとなる。同様
に、加算器21からの出力が−2πになると−2πコン
パレータ23の出力がハイレベルとなり、XOR回路2
4の出力がハイレベルとなる。フリップフロップ回路2
5はXOR回路24からの信号が入力タイミングで立ち
上がりと立ち下がりを繰り返す矩形波をQ端子に出力す
る。また、同時に位相の反転した矩形波をQ端子に出力
する。
The reset circuit 14 includes a 2π comparator 2
2, -2π comparator 23, exclusive OR (XOR) circuit 24, and flip-flop circuit 25. The output from the adder 21 is sent to the 2π comparator 22 and the -2π comparator 23 and then to the 2π reference unit 15.
compared with the reference value from The output from adder 21 is 2
When it reaches π, the output of the 2π comparator 22 becomes high level, and the output of the XOR circuit 24 becomes high level. Similarly, when the output from the adder 21 becomes -2π, the output from the -2π comparator 23 becomes high level, and the XOR circuit 2
The output of No. 4 becomes high level. flip-flop circuit 2
5 outputs a rectangular wave in which the signal from the XOR circuit 24 repeats rising and falling at the input timing to the Q terminal. At the same time, a rectangular wave with an inverted phase is output to the Q terminal.

【0018】フリップフロップ回路25のQ端子及びQ
端子からの出力はリセット信号A及びリセット信号Bと
なり、それぞれ積分器12Aと積分器12Bをリセット
すると同時にスイッチ20Aとスイッチ20Bの切り替
え動作を行わせる。積分器12A及び12Bはリセット
信号がハイレベルのときに動作中となり、ローレベルの
ときにリセット状態となる。また、スイッチ20A及び
20Bは、リセット信号がハイレベルの時に積分器12
A及び12Bを加算器21に接続し、フリップフロップ
回路25からの信号がローレベルのときにグランドと加
算器21と接続する。積分器12Aと積分器12B及び
スイッチ20Aとスイッチ20Bはそれぞれフリップフ
ロップ回路25のQ端子とこれと反転した信号が得られ
るQ端子によって作動されるよう構成されているので、
積分器12Aと積分器12Bは交互にリセットされ、交
互に加算器21と接続されることになる。
Q terminal and Q of the flip-flop circuit 25
Outputs from the terminals become a reset signal A and a reset signal B, which reset the integrator 12A and the integrator 12B, respectively, and at the same time cause the switch 20A and the switch 20B to perform switching operations. The integrators 12A and 12B are in operation when the reset signal is at a high level, and are in a reset state when the reset signal is at a low level. Further, the switches 20A and 20B are connected to the integrator 12 when the reset signal is at a high level.
A and 12B are connected to the adder 21, and the ground is connected to the adder 21 when the signal from the flip-flop circuit 25 is at a low level. Since the integrator 12A and the integrator 12B and the switch 20A and the switch 20B are configured to be operated by the Q terminal of the flip-flop circuit 25 and the Q terminal from which an inverted signal is obtained, respectively,
The integrator 12A and the integrator 12B are alternately reset and alternately connected to the adder 21.

【0019】図2に本実施例によるタイミングチャート
を示す。図2(a)(b)に示すように積分器12Aの
出力と積分器12Bの出力が交互にXOR回路24の出
力(図2(f)参照)に応じて動作とリセットを繰り返
している。即ちフリップフロップ回路25のQ端子及び
Q端子に得られる図2(g)及び(h)に示す如きリセ
ット信号A及びBによりスイッチ20A及び20Bと積
分器12A及び12Bが切換えられる。このスイッチ2
0Aとスイッチ20Bはそれぞれ積分器12Aと積分器
12Bとが動作状態にあるときに加算器21へ信号を導
通させているので(図2(c)(d))、加算器21の
出力は連続的な鋸波となる(図2(e))。ここで、ス
イッチの動作時間tsがあるため、加算器21の出力に
はフライバック時間が生じるが、このフライバック時間
は10ns程度であり、従来の積分器の放電時間に要す
る時間によって生じるフライバック時間と比較するとは
るかに短い時間となる。本例においてはその他は図8に
示す如く構成する。
FIG. 2 shows a timing chart according to this embodiment. As shown in FIGS. 2(a) and 2(b), the output of the integrator 12A and the output of the integrator 12B are alternately operated and reset in response to the output of the XOR circuit 24 (see FIG. 2(f)). That is, the switches 20A and 20B and the integrators 12A and 12B are switched by reset signals A and B as shown in FIGS. 2(g) and 2(h) obtained at the Q terminal and Q terminal of the flip-flop circuit 25. This switch 2
Since 0A and switch 20B conduct signals to adder 21 when integrator 12A and integrator 12B are in the operating state (FIGS. 2(c) and 2d), the output of adder 21 is continuous. This results in a sawtooth waveform (Fig. 2(e)). Here, since there is an operating time ts of the switch, a flyback time occurs in the output of the adder 21, but this flyback time is about 10 ns, and the flyback caused by the time required for the discharging time of the conventional integrator. It is a much shorter time compared to In this example, the other components are configured as shown in FIG.

【0020】本例は上述の如く構成されているので2個
の積分器12A及び12Bをスイッチ20A及び20B
で交互に動作させ、一方の積分器12A又は12Bが動
作中に他方の積分器12B又は12Aを完全にリセット
させることによりフライバック時間のないセロダイン波
を発生することができ高精度の光ファイバジャイロを得
ることができる。
Since this example is constructed as described above, the two integrators 12A and 12B are connected to the switches 20A and 20B.
By operating the integrator 12A or 12B alternately and completely resetting the other integrator 12B or 12A while one integrator 12A or 12B is operating, a serrodyne wave with no flyback time can be generated. can be obtained.

【0021】次に、このセロダイン波発生回路の第2の
実施例を図3に示す。(この図3例は)上述図1の例に
おいてはスイッチ20A,20Bを加算器21と積分器
12A,12Bとの導通状態からグランドレベルとの導
通状態に切り換えた場合にスイッチの動作時間tsがあ
るため瞬時に0Vにはならず0Vになるまでには有限時
間がかかる。そのため、積分器12Aと積分器12Bと
の信号のその時間ts分の重ね合わせにより加算器21
から出力されるセロダイン波にはオフセットが生じてし
まう。この図3例はこの点を改良するために積分器12
Aと積分器12Bとの動作開始時間を所定時間遅延させ
ることにより重ね合わせをできるだけなくすようにした
ものである。
Next, a second embodiment of this serrodyne wave generating circuit is shown in FIG. (This example in FIG. 3) In the example shown in FIG. Therefore, the voltage does not reach 0V instantly, but it takes a finite amount of time to reach 0V. Therefore, by superimposing the signals from the integrator 12A and the integrator 12B for the time ts, the adder 21
An offset occurs in the serrodyne wave output from the serrodyne wave. In order to improve this point, the example in FIG.
By delaying the operation start times of A and integrator 12B by a predetermined period of time, overlapping is avoided as much as possible.

【0022】このため、本実施例ではフリップフロップ
回路25のQ端子の後にアンド(AND)回路26と遅
延回路27を、Q端子の後にAND回路28と遅延回路
29を新たに並列に挿入している。フリップフロップ回
路25のQ端子から出力された信号は遅延回路27及び
AND回路26へと送られる。遅延回路27に入力され
た信号は遅延時間tdだけ遅れてAND回路26に入力
される。従って、AND回路26から出力されるリセッ
ト信号Aは図4(g)に示すように遅延回路によって決
まる遅延時間tdだけXOR回路24の出力に対して立
ち上がりが遅れた矩形波となる。同様に、フリップフロ
ップ回路25のQ端子から出力された信号も図4(h)
に示すように遅延時間tdだけXOR回路24の出力に
対して立ち上がりが遅れた矩形波となる。その他は図1
と同様に構成する。
Therefore, in this embodiment, an AND circuit 26 and a delay circuit 27 are newly inserted after the Q terminal of the flip-flop circuit 25, and an AND circuit 28 and a delay circuit 29 are newly inserted after the Q terminal. There is. A signal output from the Q terminal of the flip-flop circuit 25 is sent to a delay circuit 27 and an AND circuit 26. The signal input to the delay circuit 27 is input to the AND circuit 26 with a delay of a delay time td. Therefore, the reset signal A output from the AND circuit 26 becomes a rectangular wave whose rise is delayed with respect to the output of the XOR circuit 24 by the delay time td determined by the delay circuit, as shown in FIG. 4(g). Similarly, the signal output from the Q terminal of the flip-flop circuit 25 is also shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the waveform becomes a rectangular wave whose rise is delayed with respect to the output of the XOR circuit 24 by the delay time td. Others are shown in Figure 1.
Configure in the same way as .

【0023】このような構成により、この遅延時間td
分だけ積分器12Aと積分器12Bとの動作開始時間を
遅らせることができるので、この遅延時間tdをスイッ
チ20A,20Bの動作時間tsにほぼ等しい値に設定
すれば,積分器12Aと積分器12Bとの重ね合わせ分
によるオフセットを消去することができる(図4(e)
)。また図4(a)及び(b)は夫々積分器12A及び
12Bの出力、図4(c)及び(d)はスイッチ20A
及び20Bの出力、図4(f)はXOR回路24の出力
である。
With such a configuration, this delay time td
Since the operation start time of the integrator 12A and the integrator 12B can be delayed by the amount of the integrator 12A and the integrator 12B, if this delay time td is set to a value approximately equal to the operating time ts of the switches 20A and 20B, the integrator 12A and the integrator 12B It is possible to eliminate the offset due to the overlap with (Fig. 4(e)
). 4(a) and (b) are the outputs of the integrators 12A and 12B, respectively, and FIG. 4(c) and (d) are the outputs of the switch 20A.
and 20B, and FIG. 4(f) is the output of the XOR circuit 24.

【0024】次にこのセロダイン波発生回路の第3の実
施例を図5に示す。この図5例につき説明するに、図1
,図3に対応する部分には同一符号を付しその説明は省
略する。図1例に於いては積分器12A,12Bはリセ
ット状態でゲインの小さい増幅器となっているため、図
2の(a),(b)に示すように各積分器にそれぞれオ
フセットが生じる。本実施例はこの点を改良したもので
、積分器12A,12Bがリセット状態にある場合に積
分器への入力信号を遮断することにより、オフセットの
発生を防止したものである。このため、本実施例では図
3例に加えて新たに積分器12A,12Bの前段にもス
イッチ30A,30Bを設けている。スイッチ30A,
30Bは、リセット回路14から送出されるリセット信
号A,B(図6(g)(h))によって切り換え動作を
行うもので、リセット信号がハイレベルのときに積分器
11と積分器12A,12Bを接続しリセット信号がロ
ーレベルときにグランドと積分器12A,12Bを接続
して積分器12A,12Bへの入力を遮断してしまう。
Next, a third embodiment of this serrodyne wave generating circuit is shown in FIG. To explain this example in Figure 5, Figure 1
, parts corresponding to those in FIG. 3 are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted. In the example of FIG. 1, since the integrators 12A and 12B are amplifiers with small gains in the reset state, offsets occur in each integrator, as shown in FIGS. 2(a) and 2(b). This embodiment is an improvement on this point, and prevents the occurrence of offset by cutting off the input signal to the integrators when the integrators 12A and 12B are in the reset state. Therefore, in this embodiment, in addition to the example shown in FIG. 3, switches 30A and 30B are newly provided at the front stage of the integrators 12A and 12B. switch 30A,
30B performs a switching operation in response to reset signals A and B (FIG. 6(g) and (h)) sent from the reset circuit 14, and when the reset signal is at a high level, the integrator 11 and integrators 12A and 12B are switched. is connected, and when the reset signal is at a low level, the ground and the integrators 12A, 12B are connected to cut off the input to the integrators 12A, 12B.

【0025】このように構成することにより、積分器1
2A,12Bがリセット状態にある場合に積分器12A
,12Bの出力値を常に0にすることができ、動作状態
になったときにオフセットなしで0から積分していくこ
とが出来る。図6に本実施例によるタイミングチャート
を示す。積分器12Aと積分器12Bの各オフセットを
なくすことにより(図6(a),(b)、スイッチ20
A及び20Bの出力は図6(c)及び(d)に示す如く
なり加算器21の出力からオフセットを消去することが
できる(図6(e))。図6(f)はXOR回路24の
出力、図6(g)及び(h)はリセット信号A及びBで
ある。
With this configuration, the integrator 1
Integrator 12A when 2A and 12B are in the reset state
, 12B can always be set to 0, and integration can be started from 0 without offset when the operating state is reached. FIG. 6 shows a timing chart according to this embodiment. By eliminating each offset between the integrator 12A and the integrator 12B (see FIGS. 6(a) and 6(b), the switch 20
The outputs of A and 20B become as shown in FIGS. 6(c) and 6(d), and the offset can be eliminated from the output of the adder 21 (FIG. 6(e)). FIG. 6(f) shows the output of the XOR circuit 24, and FIGS. 6(g) and (h) show the reset signals A and B.

【0026】以上のセロダイン波発生回路の各実施例に
おいて、各積分器12A,12Bはリセット開始から次
の動作開始時までにリセットを完了させておけばよい。 言い換えればセロダイン波の最大使用周波数の間に完了
させておけばよいので、従来のセロダイン波発生回路と
して要求されるリセット時間にくらべはるかに緩やかな
仕様(約10−3倍程度)で良いという効果得られる。 尚、上述実施例ではセロダイン波発生回路を2個設けた
例につき述べたが上述同様にして3個以上設けるように
しても良いことは勿論である。また、本発明は上述実施
例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなくその
他種々の構成が取り得ることは勿論である。
In each of the embodiments of the serrodyne wave generating circuit described above, each integrator 12A, 12B only needs to be reset from the start of reset to the start of the next operation. In other words, it only needs to be completed during the maximum usable frequency of the serrodyne wave, so the reset time required for the conventional serrodyne wave generation circuit is much slower (about 10-3 times). can get. Incidentally, in the above embodiment, an example was described in which two serrodyne wave generating circuits were provided, but it goes without saying that three or more serrodyne wave generating circuits may be provided in the same manner as described above. Furthermore, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can take various other configurations without departing from the gist of the present invention.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、セロダイン波発生回路
に複数有の積分器を設け、これらの積分器を交互に動作
させかつ交互に使用する切り替え手段を設けることとし
たので、フライバック時間をセロダイン波発生回路自身
のリセット時間に関係なく小さくすることができ高精度
な光ファイバジャイロとすることができるとともに、セ
ロダイン波発生回路を簡易な構成とすることが出来ると
いう優れた効果を有する。
[Effects of the Invention] According to the present invention, a plurality of integrators are provided in the serrodyne wave generation circuit, and a switching means is provided for alternately operating and using these integrators, thereby reducing the flyback time. can be made small regardless of the reset time of the serrodyne wave generation circuit itself, resulting in a highly accurate optical fiber gyro, and has the excellent effect that the configuration of the serrodyne wave generation circuit can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明光ファイバジャイロの要部の例を示す構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of essential parts of an optical fiber gyro according to the present invention.

【図2】図1の説明に供する波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram for explaining FIG. 1;

【図3】本発明光ファイバジャイロの要部の他の例を示
す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing another example of the essential parts of the optical fiber gyro of the present invention.

【図4】図3の説明に供する波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram for explaining FIG. 3;

【図5】本発明光ファイバジャイロの要部の他の例を示
す構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram showing another example of the essential parts of the optical fiber gyro of the present invention.

【図6】図5の説明に供する波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining FIG. 5;

【図7】従来の光ファイバジャイロの位相変調方式の例
を示す構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of a phase modulation method of a conventional optical fiber gyro.

【図8】従来の光ファイバジャイロのセロダイン方式の
例を示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of a conventional serrodyne type optical fiber gyro.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  光源 2  受光器 3  光ファイバループ 4  偏光子 5,6  カプラ 7  電流−電圧変換器 8  位相変調器 9  信号発生器 10  同期検波器 11,12A,12B  積分器 13  カウンタ 15  2π基準器 16  セロダイン変調器 20A,20B  スイッチ 21  加算器 22  2πコンパレータ 23  −2πコンパレータ 24  XOR回路 25  フリップフロップ回路 1. Light source 2 Photo receiver 3 Optical fiber loop 4 Polarizer 5,6 Coupler 7 Current-voltage converter 8 Phase modulator 9 Signal generator 10 Synchronous detector 11, 12A, 12B Integrator 13 Counter 15 2π standard 16 Serodyne modulator 20A, 20B switch 21 Adder 22 2π comparator 23 −2π comparator 24 XOR circuit 25 Flip-flop circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  光源と光ファイバループと、前記光源
からの光を第1の伝播光と第2の伝播光とに分配し両者
を前記光ファイバループにそれぞれ互いに逆方向に伝播
させる光分配器と、前記第1の伝播光と第2の伝播光に
位相偏移を生じさせるセロダイン変調器と、前記光ファ
イバループを伝播した第1の伝播光と第2の伝播光とを
同一の導波路に導いた後これを検出する光検出器と、前
記第1の伝播光と第2の伝播光との位相差に対応した周
期を有するセロダイン波を発生し前記セロダイン変調器
を駆動するセロダイン波発生回路とを有し、上記位相差
から回転角速度を求める光ファイバジャイロにおいて、
セロダイン波発生回路に複数の積分器を設け、これらの
積分器を交互に動作させかつ交互に使用する切り替え手
段を設けたことを特徴とする光ファイバジャイロ。
1. A light source, an optical fiber loop, and an optical splitter that distributes light from the light source into first propagation light and second propagation light and propagates both to the optical fiber loop in mutually opposite directions. a serrodyne modulator that causes a phase shift in the first propagating light and the second propagating light; and a Serrodyne modulator that causes the first propagating light and the second propagating light that have propagated in the optical fiber loop to be connected to the same waveguide. a photodetector for guiding and detecting the serrodyne wave, and a serrodyne wave generator for generating a serrodyne wave having a period corresponding to the phase difference between the first propagating light and the second propagating light and driving the serrodyne modulator. In the optical fiber gyro which has a circuit and calculates the rotational angular velocity from the phase difference,
An optical fiber gyro characterized in that a serrodyne wave generation circuit is provided with a plurality of integrators, and a switching means is provided for alternately operating and using these integrators alternately.
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