JPH05215557A - 位相変調方式の光ファイバジャイロ - Google Patents
位相変調方式の光ファイバジャイロInfo
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- JPH05215557A JPH05215557A JP2036492A JP2036492A JPH05215557A JP H05215557 A JPH05215557 A JP H05215557A JP 2036492 A JP2036492 A JP 2036492A JP 2036492 A JP2036492 A JP 2036492A JP H05215557 A JPH05215557 A JP H05215557A
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- Japan
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- signal
- equation
- frequency
- fiber gyro
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 信号発生部の変調周波数に左右されない汎用
の信号処理装置で、微小な回転角速度でも回転方向を精
度よく判別できる信号処理装置を備えた位相変調方式の
光ファイバジャイロを提供する。 【構成】 光源２からの光を左右両回りに伝播させる光
路３の伝播光を変調する位相変調器６を備えた信号発生
部Ａからの出力信号に基づき回転角速度を導出する信号
処理部８に、信号発生部Ａからのサンプリングデータを
高速フーリエ変換する演算部１０ａと、演算部１０ａに
より導出された周波数スペクトルの値に基づいて回転方
向を判別する手段１０ｃを設けて、判別手段１０ｃを、
周波数スペクトルが前記信号発生部Ａに左右に等しい基
準回転角速度を与えたときに得られる周波数スペクトル
の実数、虚数で特定される複素空間における２点間の垂
直二等分線で構成される判別基準線Ｌで分離される領域
の何れに属するかにより回転方向を判別するように構成
するもので、判別基準線Ｌの傾きが設定範囲に入るよう
に出力信号又はサンプリングデータを変換する手段１０
ｂを設ける。
の信号処理装置で、微小な回転角速度でも回転方向を精
度よく判別できる信号処理装置を備えた位相変調方式の
光ファイバジャイロを提供する。 【構成】 光源２からの光を左右両回りに伝播させる光
路３の伝播光を変調する位相変調器６を備えた信号発生
部Ａからの出力信号に基づき回転角速度を導出する信号
処理部８に、信号発生部Ａからのサンプリングデータを
高速フーリエ変換する演算部１０ａと、演算部１０ａに
より導出された周波数スペクトルの値に基づいて回転方
向を判別する手段１０ｃを設けて、判別手段１０ｃを、
周波数スペクトルが前記信号発生部Ａに左右に等しい基
準回転角速度を与えたときに得られる周波数スペクトル
の実数、虚数で特定される複素空間における２点間の垂
直二等分線で構成される判別基準線Ｌで分離される領域
の何れに属するかにより回転方向を判別するように構成
するもので、判別基準線Ｌの傾きが設定範囲に入るよう
に出力信号又はサンプリングデータを変換する手段１０
ｂを設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光源と前記光源からの
光を左右両回りに伝播させる光路と前記光路の伝播光を
変調する位相変調器とを備えた信号発生部と、その信号
発生部からの出力信号に基づき回転角速度を導出する信
号処理部とからなる位相変調方式の光ファイバジャイロ
に関する。
光を左右両回りに伝播させる光路と前記光路の伝播光を
変調する位相変調器とを備えた信号発生部と、その信号
発生部からの出力信号に基づき回転角速度を導出する信
号処理部とからなる位相変調方式の光ファイバジャイロ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の位相変調方式の光ファイバジャ
イロは、以下の原理に基づき回転角速度を演算導出する
ものである。すなわち、前記光路に角速度Ωで回転が加
わると、サグナック(Sagnac)効果により、前記光路を左
右両回りに伝般する光に位相差Δθが生ずる。このと
き、角速度Ωと位相差Δθの間には以下の式が成り立
つ。
イロは、以下の原理に基づき回転角速度を演算導出する
ものである。すなわち、前記光路に角速度Ωで回転が加
わると、サグナック(Sagnac)効果により、前記光路を左
右両回りに伝般する光に位相差Δθが生ずる。このと
き、角速度Ωと位相差Δθの間には以下の式が成り立
つ。
【０００３】
【数１】Δθ＝（８πNA／λｃ）Ω Ａ：光路の取り囲む面積 Ｃ：真空中の光速 λ：真空中の波形 Ｎ：巻数
【０００４】前記位相変調器による変調電圧ｆ（ｔ）を
以下のようにすると、前記光路を通過する光は、右回り
と左回りでφだけ位相変調の位相がずれる。
以下のようにすると、前記光路を通過する光は、右回り
と左回りでφだけ位相変調の位相がずれる。
【０００５】
【数２】ｆ(t) ＝２ｂｓｉｎωmｔ ｂ：変調電圧振幅 ωm ：変調角周波数
【０００６】
【数３】φ＝ωmτ＝ｎｌωm／ｃ＝２πｆmｎｌ／ｃ τ：光の通過時間 ｌ：ファイバ長 ｎ：屈折率 ｆm ：変調周波数
【０００７】前記信号発生部の光出力を光電変換部にて
電気信号に変換すると以下のようになる。ここでＪｎ
（ｎ＝０，１，２・・・）はベッセル関数である。
電気信号に変換すると以下のようになる。ここでＪｎ
（ｎ＝０，１，２・・・）はベッセル関数である。
【０００８】
【数４】 S(Δθ,t）＝｜E1sin｛ωt ＋Δθ/2＋bsin(ωmt＋φ/2)｝ ＋E2sin｛ωt −Δθ/2＋bsin(ωmt−φ/2)｝｜2 ＝1/2(E1 2＋E2 2 )＋E1E2J0(2bsin(φ/2))cosΔθ(DC成分) ＋2E1E2J1(2bsin(φ/2))sinΔθcosωmt(基本周波数成分S1) ＋2E1E2J2(2bsin(φ/2))cosΔθcos2ωmt(第２高調波成分S2) ＋2E1E2J3(2bsin(φ/2))sinΔθcos3ωmt(第３高調波成分S3) ＋2E1E2J4(2bsin(φ/2))cosΔθcos4ωmt(第４高調波成分S4)
【０００９】数４のうち、基本周波数成分S1及び第２高
周波成分S2を抽出することによりΔθが求まる。
周波成分S2を抽出することによりΔθが求まる。
【００１０】
【数５】Δθ＝tan-1［J2(ξ)/J1(ξ)・S1/S2］ ξ＝2bsin(φ/2)
【００１１】数５によれば、Δθの値は不定となるが、
S1とS2の符号を調べることで特定することができる。そ
して、第２高調波成分S2及び第４高調波成分S4との比
を、以下のように一定にするようξ＝2bsin(φ/2) を制
御することにより数５の定数項J2(ξ)/J1を一定に保持
していた。
S1とS2の符号を調べることで特定することができる。そ
して、第２高調波成分S2及び第４高調波成分S4との比
を、以下のように一定にするようξ＝2bsin(φ/2) を制
御することにより数５の定数項J2(ξ)/J1を一定に保持
していた。
【００１２】
【数６】S2/S4 ＝J2（ξ）/J4(ξ）
【００１３】つまり、前記信号発生部からの出力信号の
うち基本変調周波数成分と複数の高次変調周波数成分を
抽出し、それら複数の成分間での振幅比を所定値に収束
すべく前記位相変調器の駆動電圧を制御することによ
り、温度や圧力等の環境変化による光ファイバ中の偏波
状態の変動等に起因するスケールファクタの変動を補償
していた。従来、前記信号処理部に、前記信号発生部か
らのサンプリングデータを高速フーリエ変換する演算部
と、その演算部により導出された周波数スペクトルの値
に基づいて回転方向を判別する判別手段を設けて、その
判別手段を、前記周波数スペクトルが前記信号発生部に
左右に等しい基準回転角速度を与えたときに得られる周
波数スペクトルの実数、虚数で特定される複素空間にお
ける２点間の垂直二等分線で構成される判別基準線で分
離される領域の何れに属するかにより回転方向を判別す
るように構成してあり、判別手段で導出される判別基準
線の方程式を固定小数点方式で演算導出するように構成
していた。
うち基本変調周波数成分と複数の高次変調周波数成分を
抽出し、それら複数の成分間での振幅比を所定値に収束
すべく前記位相変調器の駆動電圧を制御することによ
り、温度や圧力等の環境変化による光ファイバ中の偏波
状態の変動等に起因するスケールファクタの変動を補償
していた。従来、前記信号処理部に、前記信号発生部か
らのサンプリングデータを高速フーリエ変換する演算部
と、その演算部により導出された周波数スペクトルの値
に基づいて回転方向を判別する判別手段を設けて、その
判別手段を、前記周波数スペクトルが前記信号発生部に
左右に等しい基準回転角速度を与えたときに得られる周
波数スペクトルの実数、虚数で特定される複素空間にお
ける２点間の垂直二等分線で構成される判別基準線で分
離される領域の何れに属するかにより回転方向を判別す
るように構成してあり、判別手段で導出される判別基準
線の方程式を固定小数点方式で演算導出するように構成
していた。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来技
術では、判別基準線の傾きが大となる場合（例えば実軸
との成す角度が±９０°に近づけば傾きが無限大とな
る）には演算がオーバーフローすることがあるという欠
点があった。オーバーフローを避けるために桁数を増せ
ば、それだけ演算速度が低下したり桁数の多い高価なプ
ロセッサや高価な浮動少数点プロセッサを用いることが
必要となるという欠点があった。本発明の目的は上述し
た従来欠点を解消する点にある。
術では、判別基準線の傾きが大となる場合（例えば実軸
との成す角度が±９０°に近づけば傾きが無限大とな
る）には演算がオーバーフローすることがあるという欠
点があった。オーバーフローを避けるために桁数を増せ
ば、それだけ演算速度が低下したり桁数の多い高価なプ
ロセッサや高価な浮動少数点プロセッサを用いることが
必要となるという欠点があった。本発明の目的は上述し
た従来欠点を解消する点にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による位相変調方式の光ファイバジャイロの
特徴構成は、前記判別基準線の傾きが設定範囲に入るよ
うに前記出力信号又はサンプリングデータを変換する変
換手段を設けてある点にある。前記変換手段による変換
度合いは、前記位相変調器による変調周波数に基づき決
定されるものであることが好ましい。
め、本発明による位相変調方式の光ファイバジャイロの
特徴構成は、前記判別基準線の傾きが設定範囲に入るよ
うに前記出力信号又はサンプリングデータを変換する変
換手段を設けてある点にある。前記変換手段による変換
度合いは、前記位相変調器による変調周波数に基づき決
定されるものであることが好ましい。
【作用】図３に示すように、演算部により導出された周
波数スペクトルの実数、虚数部で示される複素空間にお
ける点を、変換手段により変換された２点間の垂直二等
分線で構成される判別基準線の傾きがより小さくなるよ
うに設定角度だけ回転することにより、固定小数点方式
で演算しても桁数を増すことなくオーバーフローを回避
して演算することができる。演算導出された周波数スペ
クトルの実数部、虚数部で表される複素空間における点
も変換手段により同様に回転して、回転後の点がそのよ
うな判別基準線に対して何れの側にあるかにより回転方
向を特定することになる。ところで、判別基準線の傾き
は前記位相変調器による変調周波数に依存するので、前
記変換手段による変換度合いを、前記位相変調器による
変調周波数に基づき決定すれば、信号処理部を任意の変
調周波数を有する信号発生部に共用できるようになる。
波数スペクトルの実数、虚数部で示される複素空間にお
ける点を、変換手段により変換された２点間の垂直二等
分線で構成される判別基準線の傾きがより小さくなるよ
うに設定角度だけ回転することにより、固定小数点方式
で演算しても桁数を増すことなくオーバーフローを回避
して演算することができる。演算導出された周波数スペ
クトルの実数部、虚数部で表される複素空間における点
も変換手段により同様に回転して、回転後の点がそのよ
うな判別基準線に対して何れの側にあるかにより回転方
向を特定することになる。ところで、判別基準線の傾き
は前記位相変調器による変調周波数に依存するので、前
記変換手段による変換度合いを、前記位相変調器による
変調周波数に基づき決定すれば、信号処理部を任意の変
調周波数を有する信号発生部に共用できるようになる。
【００１６】
【発明の効果】従って、本発明による位相変調方式の光
ファイバジャイロによれば、オーバーフローを回避しな
がらも桁数を増すことなく固定小数点方式で、精度のよ
い判別基準線を演算導出することができるようになり、
結果として僅かな回転角速度が加えられたときでも回転
方向を正確に特定できることが可能になった。前記変換
手段による変換度合いを、前記位相変調器による変調周
波数に基づき決定することにより、信号処理部を任意の
変調周波数を有する信号発生部に共用でき、スケールメ
リットによる低価格化が図れるようになった。
ファイバジャイロによれば、オーバーフローを回避しな
がらも桁数を増すことなく固定小数点方式で、精度のよ
い判別基準線を演算導出することができるようになり、
結果として僅かな回転角速度が加えられたときでも回転
方向を正確に特定できることが可能になった。前記変換
手段による変換度合いを、前記位相変調器による変調周
波数に基づき決定することにより、信号処理部を任意の
変調周波数を有する信号発生部に共用でき、スケールメ
リットによる低価格化が図れるようになった。
【００１７】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１に示すように、位相変調方式の光ファイバジャ
イロは、レーザダイオードなどを用いた光源２と光源２
からの光を左右両回りに伝播させる光路３とで構成され
る光学系１と、前記光路３の一端に設けられ所定の周波
数で駆動する位相変調器６とからなる信号発生部Ａと、
前記信号発生部Ａからの光出力信号を入力し角速度演算
や回転方向の導出等を行なう信号処理部８とで構成して
ある。
る。図１に示すように、位相変調方式の光ファイバジャ
イロは、レーザダイオードなどを用いた光源２と光源２
からの光を左右両回りに伝播させる光路３とで構成され
る光学系１と、前記光路３の一端に設けられ所定の周波
数で駆動する位相変調器６とからなる信号発生部Ａと、
前記信号発生部Ａからの光出力信号を入力し角速度演算
や回転方向の導出等を行なう信号処理部８とで構成して
ある。
【００１８】前記光路３は偏波保存型単一モード光ファ
イバをコイル状に巻いてなる光ファイバループで構成さ
れ、前記光源２からの光が偏波保存型光カップラ４，
４’と偏光フィルタ５を介して導かれる。すなわち、前
記光源２と偏波保存型光カップラ４，４’と偏光フィル
タ５と光路３とで光学系１を構成してある。前記位相変
調器６は、前記光路３を構成する光ファイバを前記光路
３の一端で電歪素子ＰＺＴに巻き付けて構成してあり、
後述の駆動部１１からの信号で前記電歪素子を所定の周
波数（２４ｋＨｚ）で駆動することによって、光ファイ
バを伸縮させて前記光路３中を伝播する光の位相を変調
する。
イバをコイル状に巻いてなる光ファイバループで構成さ
れ、前記光源２からの光が偏波保存型光カップラ４，
４’と偏光フィルタ５を介して導かれる。すなわち、前
記光源２と偏波保存型光カップラ４，４’と偏光フィル
タ５と光路３とで光学系１を構成してある。前記位相変
調器６は、前記光路３を構成する光ファイバを前記光路
３の一端で電歪素子ＰＺＴに巻き付けて構成してあり、
後述の駆動部１１からの信号で前記電歪素子を所定の周
波数（２４ｋＨｚ）で駆動することによって、光ファイ
バを伸縮させて前記光路３中を伝播する光の位相を変調
する。
【００１９】前記信号処理部８は、前記信号発生部Ａか
らの光出力信号を電気信号に変換する光電変換部７と、
光電変換部７からの出力信号をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換部９と、Ａ／Ｄ変換部９からの出力信号に基
づき角速度演算、前記位相変調器６へのフィードバック
制御等を実行するデジタル信号処理部１０と、前記位相
変調器６を駆動する駆動部１１と、タイミング信号発生
部１２と、前記デジタル信号処理部１０からのフィード
バックデータを前記駆動部１１に伝えるＤ／Ａ変換部１
３等で構成してある。前記タイミング信号発生部１２
は、基準信号発生器１２ａと、その基準信号発生器１２
ａからの周波数frの基準クロックを周波数fs及びｆに分
周する分周器１２ｂ，１２ｃとで構成してあり、夫々の
分周器１２ｂ，１２ｃから出力されるクロックは、前記
Ａ／Ｄ変換部９及び前記駆動部１１に入力してある。前
記Ａ／Ｄ変換部９は、前記分周器１２ｂからのクロック
に同期して、前記前置増幅器７ｂからの出力アナログ信
号を取込むサンプルホールド回路と、サンプルホールド
回路によりサンプルホールドされたアナログ信号をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とで構成してある。
らの光出力信号を電気信号に変換する光電変換部７と、
光電変換部７からの出力信号をデジタル信号に変換する
Ａ／Ｄ変換部９と、Ａ／Ｄ変換部９からの出力信号に基
づき角速度演算、前記位相変調器６へのフィードバック
制御等を実行するデジタル信号処理部１０と、前記位相
変調器６を駆動する駆動部１１と、タイミング信号発生
部１２と、前記デジタル信号処理部１０からのフィード
バックデータを前記駆動部１１に伝えるＤ／Ａ変換部１
３等で構成してある。前記タイミング信号発生部１２
は、基準信号発生器１２ａと、その基準信号発生器１２
ａからの周波数frの基準クロックを周波数fs及びｆに分
周する分周器１２ｂ，１２ｃとで構成してあり、夫々の
分周器１２ｂ，１２ｃから出力されるクロックは、前記
Ａ／Ｄ変換部９及び前記駆動部１１に入力してある。前
記Ａ／Ｄ変換部９は、前記分周器１２ｂからのクロック
に同期して、前記前置増幅器７ｂからの出力アナログ信
号を取込むサンプルホールド回路と、サンプルホールド
回路によりサンプルホールドされたアナログ信号をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とで構成してある。
【００２０】前記デジタル信号処理部１０は、前記信号
発生部Ａからのサンプリングデータを高速フーリエ変換
する演算部１０ａと、その演算部１０ａにより導出され
た周波数スペクトルの値に基づいて回転方向を判別する
判別手段１０ｃを設けて、その判別手段１０ｃを、前記
周波数スペクトルが前記信号発生部Ａに左右に等しい基
準回転角速度を与えたときに得られる周波数スペクトル
の実数、虚数で特定される複素空間における２点間の垂
直二等分線で構成される判別基準線Ｌで分離される領域
の何れに属するかにより回転方向を判別するように構成
してある．前記判別基準線Ｌの傾きが演算に用いられる
１ワード長２４ビットで表される値（−１から＋０．９
９９）の範囲（具体的には０．３５から０．５５又は−
０．５５から−０．３５に絞った範囲）に入るように、
前記演算部１０ａにより導出された周波数スペクトルの
値を回転させる変換手段１０ｂを設けてある。詳述する
と、前記変換手段１０ｂには、前記位相変調器６を駆動
する変調周波数と変調周波数に対応させた回転角度テー
ブルを格納するメモリを設けてあり、回転角度テーブル
から前記信号発生部Ａに固有に決定された変調周波数に
対応する回転角度を抽出して、周波数スペクトルの実
数、虚数で特定される複素空間における座標を回転させ
ることで、任意の変調周波数で位相変調される信号発生
部Ａに対応自在に構成してある。
発生部Ａからのサンプリングデータを高速フーリエ変換
する演算部１０ａと、その演算部１０ａにより導出され
た周波数スペクトルの値に基づいて回転方向を判別する
判別手段１０ｃを設けて、その判別手段１０ｃを、前記
周波数スペクトルが前記信号発生部Ａに左右に等しい基
準回転角速度を与えたときに得られる周波数スペクトル
の実数、虚数で特定される複素空間における２点間の垂
直二等分線で構成される判別基準線Ｌで分離される領域
の何れに属するかにより回転方向を判別するように構成
してある．前記判別基準線Ｌの傾きが演算に用いられる
１ワード長２４ビットで表される値（−１から＋０．９
９９）の範囲（具体的には０．３５から０．５５又は−
０．５５から−０．３５に絞った範囲）に入るように、
前記演算部１０ａにより導出された周波数スペクトルの
値を回転させる変換手段１０ｂを設けてある。詳述する
と、前記変換手段１０ｂには、前記位相変調器６を駆動
する変調周波数と変調周波数に対応させた回転角度テー
ブルを格納するメモリを設けてあり、回転角度テーブル
から前記信号発生部Ａに固有に決定された変調周波数に
対応する回転角度を抽出して、周波数スペクトルの実
数、虚数で特定される複素空間における座標を回転させ
ることで、任意の変調周波数で位相変調される信号発生
部Ａに対応自在に構成してある。
【００２１】以下、図２に示すフローチャートに基づ
き、信号処理部８における回転方向判別処理を説明す
る。先ず、変調周波数に対応する座標回転角度を求める
ために、信号発生部Ａ及び信号処理部８を基準系として
のターンテーブルにセットして左右に基準回転角速度で
回転させたときの出力信号を、前記Ａ／Ｄ変換部９を介
してサンプリングし＜＃１＞、前記演算部１０ａにおい
てそれらサンプリングデータに対する高速フーリエ変換
を行う＜＃２＞。図３に示すように、基本周波数成分Ｓ
１に対する演算結果である実数、虚数の二組のデータ
Ｐ，Ｑ（左右の回転に対応）に対して、変換手段１０ｂ
は信号発生部Ａの変調周波数に応じて定まる角度（前記
メモリから抽出）だけ複素空間で回転させ＜＃３＞、判
別手段１０ｃは回転後のデータＰ’，Ｑ’の実数部と虚
数部をＸ−Ｙ座標に対応させて、それら二点間の垂直二
等分線Ｌを示す方程式（ｙ＝ｆ（ｘ））を判別基準式と
して求めて結果を前記メモリに格納する＜＃４＞。この
場合では変換手段１０ｂによる回転角度は、方程式（ｙ
＝ｆ（ｘ））の傾きが−０．５５から−０．３５の範囲
に入るように約２７０°に設定されている。同様に、第
２高調波成分Ｓ２に対しても、ステップ＜＃１＞から＜
＃４＞の手順で判別基準式が求められる＜＃５＞。尚、
第２高調波成分Ｓ２に対しても約２７０°の回転角度に
設定してある。尚、回転角度の設定について詳述する
と、方程式（ｙ＝ｆ（ｘ））の傾きが−０．５５から−
０．３５の範囲に入り、その時の判別基準線Ｌに基づき
任意の回転角速度を印加したときにえられる正負判別デ
ータが、図４に示す基本値に合致する角度を回転角度と
して設定する。
き、信号処理部８における回転方向判別処理を説明す
る。先ず、変調周波数に対応する座標回転角度を求める
ために、信号発生部Ａ及び信号処理部８を基準系として
のターンテーブルにセットして左右に基準回転角速度で
回転させたときの出力信号を、前記Ａ／Ｄ変換部９を介
してサンプリングし＜＃１＞、前記演算部１０ａにおい
てそれらサンプリングデータに対する高速フーリエ変換
を行う＜＃２＞。図３に示すように、基本周波数成分Ｓ
１に対する演算結果である実数、虚数の二組のデータ
Ｐ，Ｑ（左右の回転に対応）に対して、変換手段１０ｂ
は信号発生部Ａの変調周波数に応じて定まる角度（前記
メモリから抽出）だけ複素空間で回転させ＜＃３＞、判
別手段１０ｃは回転後のデータＰ’，Ｑ’の実数部と虚
数部をＸ−Ｙ座標に対応させて、それら二点間の垂直二
等分線Ｌを示す方程式（ｙ＝ｆ（ｘ））を判別基準式と
して求めて結果を前記メモリに格納する＜＃４＞。この
場合では変換手段１０ｂによる回転角度は、方程式（ｙ
＝ｆ（ｘ））の傾きが−０．５５から−０．３５の範囲
に入るように約２７０°に設定されている。同様に、第
２高調波成分Ｓ２に対しても、ステップ＜＃１＞から＜
＃４＞の手順で判別基準式が求められる＜＃５＞。尚、
第２高調波成分Ｓ２に対しても約２７０°の回転角度に
設定してある。尚、回転角度の設定について詳述する
と、方程式（ｙ＝ｆ（ｘ））の傾きが−０．５５から−
０．３５の範囲に入り、その時の判別基準線Ｌに基づき
任意の回転角速度を印加したときにえられる正負判別デ
ータが、図４に示す基本値に合致する角度を回転角度と
して設定する。
【００２２】このように決定された判別基準式が格納さ
れた光ファイバジャイロが実際に測定系に設置される
と、前記Ａ／Ｄ変換部９を介してサンプリングされ＜＃
５＞、高速フーリエ変換して得られた基本周波数成分Ｓ
１を＜＃６＞、前記変換手段１０ｂにより前記設定角度
だけ回転させ＜＃７＞、そのデータを前記判別基準式
（ｙ＝ｆ（ｘ））に代入する＜＃８＞。その結果、判別
手段１０ｃは、ｙが正であれば正転（時計回り）と判別
し＜＃９＞，＜＃１０＞、ｙが負であれば逆転（反時計
回り）と判別する＜＃９＞，＜＃１１＞。同様に、第２
高調波成分Ｓ２に対しても正負が判別され、図４に示す
判別表に基づき回転角速度が９０°ずつ区切られたどの
領域にあるかを特定して、前記基本周波数成分Ｓ１に対
する演算手段１０ａによる演算結果と、数４における第
２高調波成分Ｓ２に対する演算結果とから数５に示すΔ
θを演算し、回転角速度を特定する＜＃１２＞。
れた光ファイバジャイロが実際に測定系に設置される
と、前記Ａ／Ｄ変換部９を介してサンプリングされ＜＃
５＞、高速フーリエ変換して得られた基本周波数成分Ｓ
１を＜＃６＞、前記変換手段１０ｂにより前記設定角度
だけ回転させ＜＃７＞、そのデータを前記判別基準式
（ｙ＝ｆ（ｘ））に代入する＜＃８＞。その結果、判別
手段１０ｃは、ｙが正であれば正転（時計回り）と判別
し＜＃９＞，＜＃１０＞、ｙが負であれば逆転（反時計
回り）と判別する＜＃９＞，＜＃１１＞。同様に、第２
高調波成分Ｓ２に対しても正負が判別され、図４に示す
判別表に基づき回転角速度が９０°ずつ区切られたどの
領域にあるかを特定して、前記基本周波数成分Ｓ１に対
する演算手段１０ａによる演算結果と、数４における第
２高調波成分Ｓ２に対する演算結果とから数５に示すΔ
θを演算し、回転角速度を特定する＜＃１２＞。
【００２３】〔別実施例〕以下に本発明の別実施例を説
明する。先の実施例では、信号処理部８として、位相変
調手段の変調周波数が２４ｋＨｚのものを用いた信号発
生部Ａに適用した例を説明したが、信号処理部８は、変
調周波数が２４ｋＨｚの信号発生部Ａに限定するもので
はなく任意の変調周波数の信号発生部Ａに対して用いる
ことができる。先の実施例では、基本周波数成分と第２
高調波成分の周波数スペクトルの回転角度を等しく２７
０°に設定した例を説明したが、変調周波数によっては
基本周波数成分と第２高調波成分の周波数スペクトルの
回転角度がそれぞれ異なる場合もある。先の実施例で
は、判別基準線Ｌの傾きが設定範囲に入るように前記出
力信号又はサンプリングデータを変換する変換手段１０
ｂを、周波数スペクトルＳ１，Ｓ２を複素空間で対応し
た角度でそれぞれ回転演算させるようにデジタル信号処
理部１０に構成したものを説明したが、変換手段１０ｂ
としては、周波数スペクトルＳ１，Ｓ２を等しい回転角
で回転させる場合として、図１に示すＡ／Ｄ変換部９と
プリアンプ７ｂの間に、図５及び図６に示すような位相
を進めたり遅らせたりする移相器を設けて構成してもよ
い。また、判別基準線Ｌの傾きを演算導出するに際して
は、前記傾きを２のべき乗で除算することで、簡易的に
オーバーフローを回避することもできる。
明する。先の実施例では、信号処理部８として、位相変
調手段の変調周波数が２４ｋＨｚのものを用いた信号発
生部Ａに適用した例を説明したが、信号処理部８は、変
調周波数が２４ｋＨｚの信号発生部Ａに限定するもので
はなく任意の変調周波数の信号発生部Ａに対して用いる
ことができる。先の実施例では、基本周波数成分と第２
高調波成分の周波数スペクトルの回転角度を等しく２７
０°に設定した例を説明したが、変調周波数によっては
基本周波数成分と第２高調波成分の周波数スペクトルの
回転角度がそれぞれ異なる場合もある。先の実施例で
は、判別基準線Ｌの傾きが設定範囲に入るように前記出
力信号又はサンプリングデータを変換する変換手段１０
ｂを、周波数スペクトルＳ１，Ｓ２を複素空間で対応し
た角度でそれぞれ回転演算させるようにデジタル信号処
理部１０に構成したものを説明したが、変換手段１０ｂ
としては、周波数スペクトルＳ１，Ｓ２を等しい回転角
で回転させる場合として、図１に示すＡ／Ｄ変換部９と
プリアンプ７ｂの間に、図５及び図６に示すような位相
を進めたり遅らせたりする移相器を設けて構成してもよ
い。また、判別基準線Ｌの傾きを演算導出するに際して
は、前記傾きを２のべき乗で除算することで、簡易的に
オーバーフローを回避することもできる。
【００２４】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】位相変調方式の光ファイバジャイロのブロック
構成図
構成図
【図２】フローチャート
【図３】判別基準線の回転に関する説明図
【図４】判別表
【図５】別実施例を示す移相器の回路図
【図６】別実施例を示す移相器の回路図
２ 光源 ３ 光路 ６ 位相変調器 ８ 信号処理部 １０ａ 演算部 １０ｂ 変換手段 １０ｃ 判別手段 Ａ 信号発生部 Ｌ 判別基準線
Claims (2)
- 【請求項１】 光源（２）と前記光源（２）からの光を
左右両回りに伝播させる光路（３) と前記光路（３）の
伝播光を変調する位相変調器（６）とを備えた信号発生
部（Ａ）と、その信号発生部（Ａ）からの出力信号に基
づき回転角速度を導出する信号処理部（８）とからな
り、 前記信号処理部（８）に、前記信号発生部（Ａ）からの
サンプリングデータを高速フーリエ変換する演算部（１
０ａ）と、その演算部（１０ａ）により導出された周波
数スペクトルの値に基づいて回転方向を判別する判別手
段（１０ｃ）を設けて、その判別手段（１０ｃ）を、前
記周波数スペクトルが前記信号発生部（Ａ）に左右に等
しい基準回転角速度を与えたときに得られる周波数スペ
クトルの実数、虚数で特定される複素空間における２点
間の垂直二等分線で構成される判別基準線（Ｌ）で分離
される領域の何れに属するかにより回転方向を判別する
ように構成してある位相変調方式の光ファイバジャイロ
であって、 前記判別基準線（Ｌ）の傾きが設定範囲に入るように前
記出力信号又はサンプリングデータを変換する変換手段
（１０ｂ）を設けてある位相変調方式の光ファイバジャ
イロ。 - 【請求項２】 前記変換手段（１０ｂ）による変換度合
いは、前記位相変調器（６）による変調周波数に基づき
決定されるものである請求項１記載の位相変調方式の光
ファイバジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2036492A JPH05215557A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 位相変調方式の光ファイバジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2036492A JPH05215557A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 位相変調方式の光ファイバジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215557A true JPH05215557A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=12025033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2036492A Pending JPH05215557A (ja) | 1992-02-06 | 1992-02-06 | 位相変調方式の光ファイバジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05215557A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100623854B1 (ko) * | 2005-04-16 | 2006-09-13 | (주)씨에프텍 | 일체형 반건식반응기 및 전기집진 장치 |
-
1992
- 1992-02-06 JP JP2036492A patent/JPH05215557A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100623854B1 (ko) * | 2005-04-16 | 2006-09-13 | (주)씨에프텍 | 일체형 반건식반응기 및 전기집진 장치 |
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