JPH06341840A - 光電変調式干渉ジャイロメータ - Google Patents
光電変調式干渉ジャイロメータInfo
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- JPH06341840A JPH06341840A JP4199972A JP19997292A JPH06341840A JP H06341840 A JPH06341840 A JP H06341840A JP 4199972 A JP4199972 A JP 4199972A JP 19997292 A JP19997292 A JP 19997292A JP H06341840 A JPH06341840 A JP H06341840A
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- G—PHYSICS
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- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
- G01C19/726—Phase nulling gyrometers, i.e. compensating the Sagnac phase shift in a closed loop system
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 角度分解能を損なうことなく、かつ、高速お
けるランプのゼロ復帰周波数を増加させない。 【構成】 サグナック効果に基づいており、リング式電
磁波路、発生する二つの２方向波をリングに送信するた
めにセパレータが装備された電磁波発生装置、２方向波
を受信する妨害検出器、一つの電磁波についてはリング
の上流側に、もう一つの電磁波については下流側に位置
しており、リングの移動時間の大体２倍の周期の周期的
交流平衡位相変調を電磁波に与えるために制御される第
１の電気光学装置、一つの電磁波についてはリングの上
流側に、もう一つの電磁波については下流側に位置して
おり、可調整勾配位相差ランプ発生装置によって制御さ
れる第２の電気光学装置、ランプの勾配の方向と値を制
御して、妨害検出器が受信する電磁波の位相差をゼロに
するルーピング・計測電子装置から構成される。位相差
ランプの勾配は、位相差が＋π／２或は−π／２より大
きくなると逆転する。
けるランプのゼロ復帰周波数を増加させない。 【構成】 サグナック効果に基づいており、リング式電
磁波路、発生する二つの２方向波をリングに送信するた
めにセパレータが装備された電磁波発生装置、２方向波
を受信する妨害検出器、一つの電磁波についてはリング
の上流側に、もう一つの電磁波については下流側に位置
しており、リングの移動時間の大体２倍の周期の周期的
交流平衡位相変調を電磁波に与えるために制御される第
１の電気光学装置、一つの電磁波についてはリングの上
流側に、もう一つの電磁波については下流側に位置して
おり、可調整勾配位相差ランプ発生装置によって制御さ
れる第２の電気光学装置、ランプの勾配の方向と値を制
御して、妨害検出器が受信する電磁波の位相差をゼロに
するルーピング・計測電子装置から構成される。位相差
ランプの勾配は、位相差が＋π／２或は−π／２より大
きくなると逆転する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リング式電磁波路（光
路）と、２方向の２つの電磁波を前記リング式電磁波路
に送信するためにセパレータが装備された電磁波発生装
置と、２方向の前記電磁波を受信する干渉検出器と、一
方の電磁波についてはリング上流側、他方の電磁波につ
いては下流側に位置し、電磁波がリングを通過する時間
の大体２倍の周期の周期的交流平衡位相変調を前記各電
磁波に与える第１の電気光学装置と前記他方の電磁波に
ついてはリングの上流側に、前記一方の電磁波について
は下流側に位置し、可調整勾配位相差ランプ発生装置が
出力する位相差ランプ信号によって制御される第２の電
気光学装置と、前記位相差ランプの勾配の方向と値を制
御して、前記干渉検出器が受信する電磁波の位相差をゼ
ロにするルーピング・計測電子装置と、リング式電磁波
路と、発生する二つの２方向波をリングに送信するため
のセパレータを装備した電磁波発生装置と、２方向波を
受信する干渉検出器と、一つの電磁波についてはリング
の上流側に、もう一つの電磁波については下流側に取付
けられ、リングの移動時間のほぼ２倍の周期の交流平衡
位相変調を電磁波に与えるために制御される第１の電気
光学装置と、一つの電磁波についてはリングの上流側
に、もう一つの電磁波については下流側に取付けられ、
可変勾配位相差ランプ発生装置によって制御される第２
の電気光学装置と、前記ランプ信号勾配の方向と値を制
御して、干渉検出器が受信する電磁波の位相差をゼロに
するルーピング・計測電子装置とから構成される電気光
学変調式干渉ジャイロメータに関するものである。
路）と、２方向の２つの電磁波を前記リング式電磁波路
に送信するためにセパレータが装備された電磁波発生装
置と、２方向の前記電磁波を受信する干渉検出器と、一
方の電磁波についてはリング上流側、他方の電磁波につ
いては下流側に位置し、電磁波がリングを通過する時間
の大体２倍の周期の周期的交流平衡位相変調を前記各電
磁波に与える第１の電気光学装置と前記他方の電磁波に
ついてはリングの上流側に、前記一方の電磁波について
は下流側に位置し、可調整勾配位相差ランプ発生装置が
出力する位相差ランプ信号によって制御される第２の電
気光学装置と、前記位相差ランプの勾配の方向と値を制
御して、前記干渉検出器が受信する電磁波の位相差をゼ
ロにするルーピング・計測電子装置と、リング式電磁波
路と、発生する二つの２方向波をリングに送信するため
のセパレータを装備した電磁波発生装置と、２方向波を
受信する干渉検出器と、一つの電磁波についてはリング
の上流側に、もう一つの電磁波については下流側に取付
けられ、リングの移動時間のほぼ２倍の周期の交流平衡
位相変調を電磁波に与えるために制御される第１の電気
光学装置と、一つの電磁波についてはリングの上流側
に、もう一つの電磁波については下流側に取付けられ、
可変勾配位相差ランプ発生装置によって制御される第２
の電気光学装置と、前記ランプ信号勾配の方向と値を制
御して、干渉検出器が受信する電磁波の位相差をゼロに
するルーピング・計測電子装置とから構成される電気光
学変調式干渉ジャイロメータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記のようなタイプのジャイロメータに
関する文献は多数あり、通常、電磁波路（光路）には数
百巻きの巻線を構成する光ファイバーが使用されてい
る。このようなジャイロメータはサグナック効果（Ｓａ
ｇｎａｃ効果）に基づいている。
関する文献は多数あり、通常、電磁波路（光路）には数
百巻きの巻線を構成する光ファイバーが使用されてい
る。このようなジャイロメータはサグナック効果（Ｓａ
ｇｎａｃ効果）に基づいている。
【０００３】すなわち、同一の電磁波発生装置から送信
される２方向の２つの直線偏向波がファイバーの巻線の
両端に各々入射され、検出器の位置で組み合わされる
と、ジャイロメータが固定されている場合には、光学経
路の長さ同じになる。また、検出器が受信する出力は、
この場合に最大となる。一方、巻線が、速度Ωで、その
軸を中心として回転している場合には、電磁波は異なる
長さの光学経路を通過する。これは、次のような位相差
φsとして表される。
される２方向の２つの直線偏向波がファイバーの巻線の
両端に各々入射され、検出器の位置で組み合わされる
と、ジャイロメータが固定されている場合には、光学経
路の長さ同じになる。また、検出器が受信する出力は、
この場合に最大となる。一方、巻線が、速度Ωで、その
軸を中心として回転している場合には、電磁波は異なる
長さの光学経路を通過する。これは、次のような位相差
φsとして表される。
【０００４】
【数１】φｓ＝（４π・ＬＲ）Ω／λ0ｃ0
【０００５】Ｌはファイバーの全長、Ｒは巻き線の半
径、λ0は真空における波長、C0は真空における光速で
ある。従って、検出器が受信する瞬間出力Ｐは、次のよ
うになる。
径、λ0は真空における波長、C0は真空における光速で
ある。従って、検出器が受信する瞬間出力Ｐは、次のよ
うになる。
【０００６】
【数２】Ｐ＝Ｐ0／２（１＋ｃｏｓφｓ）
【０００７】Ｐ0は、回転していないときに受信する出
力である。
力である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】Ｐ／Ｐ0の単純な測定
によってφsを提示するようなジャイロメータは、実際
上、役に立たない。上記のようなタイプのジャイロメー
タは、基本的な二つの重要な欠陥を排斥する。
によってφsを提示するようなジャイロメータは、実際
上、役に立たない。上記のようなタイプのジャイロメー
タは、基本的な二つの重要な欠陥を排斥する。
【０００９】一つ目の欠陥は、φsがゼロの近くのとき
には、COS φsがほとんど変動しないため、Ｐ／Ｐ0の
変動が小さく、非線線形となることに起因している。上
述のジャイロメータの第１の電気光学装置は、係数逓減
率が高く、速度によって変化する信号の変動がほとんど
線状であるゼロを測定とする。この変調装置は、周期が
リングの移動時間（つまり、光ファイバー内での伝達時
間）の大体の２倍で、振幅がおよそπ／２の位相変動に
相当し、よく「ディザ」（dither）と呼ばれる変調信号
を受信する。この位相推移は、変調装置が一つの電磁波
についてはファイバーの上流側に、もう一つの電磁波に
ついては下流側に位置するため、ファイバー内の伝達時
間により、まず片方の電磁波に適用され、次いでもう一
方の電磁波に適用される。ジャイロメータは、このよう
にして、干渉縞の最大値の両側の電流量のほとんど半分
の位置で交互に分極される。
には、COS φsがほとんど変動しないため、Ｐ／Ｐ0の
変動が小さく、非線線形となることに起因している。上
述のジャイロメータの第１の電気光学装置は、係数逓減
率が高く、速度によって変化する信号の変動がほとんど
線状であるゼロを測定とする。この変調装置は、周期が
リングの移動時間（つまり、光ファイバー内での伝達時
間）の大体の２倍で、振幅がおよそπ／２の位相変動に
相当し、よく「ディザ」（dither）と呼ばれる変調信号
を受信する。この位相推移は、変調装置が一つの電磁波
についてはファイバーの上流側に、もう一つの電磁波に
ついては下流側に位置するため、ファイバー内の伝達時
間により、まず片方の電磁波に適用され、次いでもう一
方の電磁波に適用される。ジャイロメータは、このよう
にして、干渉縞の最大値の両側の電流量のほとんど半分
の位置で交互に分極される。
【００１０】二つ目の欠陥は、ジャイロメータが、その
基本的な構造上、ゼロ装置（appareil de zero）ではな
いことに起因している。上記のようなタイプのジャイロ
メータの場合には、この欠陥は、非可逆位相差を導入す
ることにより、つまり、２つの電磁波間の二つの２方向
波に対する作用φsを同一とせずに、φs＋φr＝０とす
ることにより排斥される。位相差φr或いは調整相（pha
se reglante）は、一つの電磁波についてはリングの上
流側に、もう一つの電磁波については下流側に位置され
る統合光学位相差ランプ装置に線形位相差ランプを適用
して発生させる。φs＋φrをゼロにするには、ランプを
調整する。このようにして、一つの電磁波の位相は巻線
を通過する前に位相がずらされ、もう一つの電磁波につ
いては、その位相が巻線を通過してから位相がずらされ
るため、二つの電磁波間の位相差はリングの移動時間を
一時的にずらされた二つの同等のランプの差異に等しく
なる。ファイバー内の伝達時間をずらされた線状ランプ
によって発信される二つの電磁波の間の位相差φrは、
一定で、ランプの勾配に比例し、その方向は入力速度Ω
の符号によって異なる。
基本的な構造上、ゼロ装置（appareil de zero）ではな
いことに起因している。上記のようなタイプのジャイロ
メータの場合には、この欠陥は、非可逆位相差を導入す
ることにより、つまり、２つの電磁波間の二つの２方向
波に対する作用φsを同一とせずに、φs＋φr＝０とす
ることにより排斥される。位相差φr或いは調整相（pha
se reglante）は、一つの電磁波についてはリングの上
流側に、もう一つの電磁波については下流側に位置され
る統合光学位相差ランプ装置に線形位相差ランプを適用
して発生させる。φs＋φrをゼロにするには、ランプを
調整する。このようにして、一つの電磁波の位相は巻線
を通過する前に位相がずらされ、もう一つの電磁波につ
いては、その位相が巻線を通過してから位相がずらされ
るため、二つの電磁波間の位相差はリングの移動時間を
一時的にずらされた二つの同等のランプの差異に等しく
なる。ファイバー内の伝達時間をずらされた線状ランプ
によって発信される二つの電磁波の間の位相差φrは、
一定で、ランプの勾配に比例し、その方向は入力速度Ω
の符号によって異なる。
【００１１】上記のタイプの既存のジャイロメータの場
合には、ランプは、２πの調整相の変動に対応する時間
ごとにゼロにリセットされるため、角速度Ωの測定はゼ
ロ復帰周波数fの測定になる。ランプの勾配は、φs＋φ
r＝０、すなわち、φs＝２πt／Ｔとなるように調整す
る。リセットの周波数は、従って、２ＲΩ／nλ0とな
る。ランプ発生装置は、ゼロに復帰するたびに、一つの
回転方向について一つの信号を出力し、反対の回転方向
について別の信号を出力するだけで十分である。このよ
うにして、単位時間にいずれかの出力信号についての周
波数の測定またはパルス数の計数により速度が判明す
る。
合には、ランプは、２πの調整相の変動に対応する時間
ごとにゼロにリセットされるため、角速度Ωの測定はゼ
ロ復帰周波数fの測定になる。ランプの勾配は、φs＋φ
r＝０、すなわち、φs＝２πt／Ｔとなるように調整す
る。リセットの周波数は、従って、２ＲΩ／nλ0とな
る。ランプ発生装置は、ゼロに復帰するたびに、一つの
回転方向について一つの信号を出力し、反対の回転方向
について別の信号を出力するだけで十分である。このよ
うにして、単位時間にいずれかの出力信号についての周
波数の測定またはパルス数の計数により速度が判明す
る。
【００１２】この機能方式は、開ループ機能の場合にお
ける速度Ωの変化による位相差の変動を示す図１に図示
されている。変調信号は、速度に置き換えられており、
破線で表示された変動（１０）に対応している。電子ル
ーピング装置は、「ディザ」を使用しない場合にゼロに
おける機能点を維持する制御伝達装置を構成している。
この対策は、比較的小さな速度の場合には申し分がない
が、ゼロ復帰周波数fが、速度に比例するという問題が
ある。
ける速度Ωの変化による位相差の変動を示す図１に図示
されている。変調信号は、速度に置き換えられており、
破線で表示された変動（１０）に対応している。電子ル
ーピング装置は、「ディザ」を使用しない場合にゼロに
おける機能点を維持する制御伝達装置を構成している。
この対策は、比較的小さな速度の場合には申し分がない
が、ゼロ復帰周波数fが、速度に比例するという問題が
ある。
【００１３】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、角度分解能を損なうことなく、かつ、高速おけ
るランプのゼロ復帰周波数を増加させないジャイロメー
タを提供することを主要な目的としている。
もので、角度分解能を損なうことなく、かつ、高速おけ
るランプのゼロ復帰周波数を増加させないジャイロメー
タを提供することを主要な目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、位
相差ランプの勾配を逆転する、すなわち、調整相φrが
＋π／２或いは−π／２以上になると、φrの記号を変
化させるための装置と位相の記号の変化を代数学的に計
数するための装置を特徴とする、上記のようなタイプの
ジャイロメータを提案する。
相差ランプの勾配を逆転する、すなわち、調整相φrが
＋π／２或いは−π／２以上になると、φrの記号を変
化させるための装置と位相の記号の変化を代数学的に計
数するための装置を特徴とする、上記のようなタイプの
ジャイロメータを提案する。
【００１５】このような機能のおかげで、ランプのゼロ
復帰周波数は１／４τ以上になることは決してない。ラ
ンプのリセット切換えは検出操作を混乱させる可能性が
あるため、これは好ましい処置である。
復帰周波数は１／４τ以上になることは決してない。ラ
ンプのリセット切換えは検出操作を混乱させる可能性が
あるため、これは好ましい処置である。
【００１６】代数計数装置は、単純な加減計数器とする
ことができる。調整相の記号を変化させるための装置
は、この変更を行うため、すなわち、リセット時（検出
に必要な短い時間）にランプの勾配を逆転させるために
特に設けられている。
ことができる。調整相の記号を変化させるための装置
は、この変更を行うため、すなわち、リセット時（検出
に必要な短い時間）にランプの勾配を逆転させるために
特に設けられている。
【００１７】
【作用】位相差が＋π／２或は−π／２以上になると前
記位相差ランプ信号の勾配の符号が逆転され、この位相
差ランプの符号の変化が代数学的に計数される。
記位相差ランプ信号の勾配の符号が逆転され、この位相
差ランプの符号の変化が代数学的に計数される。
【００１８】
【実施例】本発明は、後述する実施例に関する記述によ
り更によく理解される。ただし、実施例は、非限定の事
例として提示されるものである。以下、図面を参照して
実施例について説明する。
り更によく理解される。ただし、実施例は、非限定の事
例として提示されるものである。以下、図面を参照して
実施例について説明する。
【００１９】図２は、本発明の実施例である光ファイバ
ー式ジャイロメータの構成を示すブロック図である。図
２に示されたジャイロメータの構造はよく知られた一般
的な構造なので、略述するにとどめる。このジャイロメ
ータは、通常、長さが１００ｍから１０００ｍ、半径が
約１ｃｍの、単モード光ファイバーの巻線からなるリン
グ式電磁波路１０から構成される。
ー式ジャイロメータの構成を示すブロック図である。図
２に示されたジャイロメータの構造はよく知られた一般
的な構造なので、略述するにとどめる。このジャイロメ
ータは、通常、長さが１００ｍから１０００ｍ、半径が
約１ｃｍの、単モード光ファイバーの巻線からなるリン
グ式電磁波路１０から構成される。
【００２０】レーザーダイオード等の干渉性線状分極光
源１２の放出光は、統合光学アセンブリ１６を仲介し
て、ファイバーの両端に入力する。光源１２と統合光学
アセンブリ１６の間に取付けられた分流器１４は、リン
グ式電磁波路１０を互いに逆方向に通過した電磁波の出
力を回収することができる。
源１２の放出光は、統合光学アセンブリ１６を仲介し
て、ファイバーの両端に入力する。光源１２と統合光学
アセンブリ１６の間に取付けられた分流器１４は、リン
グ式電磁波路１０を互いに逆方向に通過した電磁波の出
力を回収することができる。
【００２１】統合光学アセンブリ１６は、ファイバーの
両端に同等の出力を送信するセパレータを備えている。
この統合光学アセンブリ１６は、更に、変調回路１７か
らリングの移動時間t（回転速度Ωにともなう時間の変
動は無視する）のほぼ２倍の周期の周期的交流電気信号
を受信する電気光学位相変調装置を備えており、その振
幅は、図１に破線で示されているように、π／２の光学
位相の切換が生じる程度である。
両端に同等の出力を送信するセパレータを備えている。
この統合光学アセンブリ１６は、更に、変調回路１７か
らリングの移動時間t（回転速度Ωにともなう時間の変
動は無視する）のほぼ２倍の周期の周期的交流電気信号
を受信する電気光学位相変調装置を備えており、その振
幅は、図１に破線で示されているように、π／２の光学
位相の切換が生じる程度である。
【００２２】この信号は、感度と線形性が最大になるゾ
ーンに測定点を移動させる。周知のタイプのジャイロメ
ータの場合には、機能点は、交互に１及び２となる。周
期的信号は、矩形型とすることができ、また、クロック
発生器２０からの規定周波数のクロック信号を受信する
時間軸発生器１８からのＭＯＤ信号とシンクロナイズす
ることができる。
ーンに測定点を移動させる。周知のタイプのジャイロメ
ータの場合には、機能点は、交互に１及び２となる。周
期的信号は、矩形型とすることができ、また、クロック
発生器２０からの規定周波数のクロック信号を受信する
時間軸発生器１８からのＭＯＤ信号とシンクロナイズす
ることができる。
【００２３】巻線を通過した２方向波の干渉から発生す
るものは、分流器１４によってルーピング測定リンクに
送られる。図示されているリンクは、検出・事前増幅・
インピーダンス整合モジュール２２、アナログ交換器２
４、復調器２６から構成されている。これらのモジュー
ルは時間軸発生器１８からの制御信号Ｅ1と基準信号Ｄ
ＥＭを受信する。
るものは、分流器１４によってルーピング測定リンクに
送られる。図示されているリンクは、検出・事前増幅・
インピーダンス整合モジュール２２、アナログ交換器２
４、復調器２６から構成されている。これらのモジュー
ルは時間軸発生器１８からの制御信号Ｅ1と基準信号Ｄ
ＥＭを受信する。
【００２４】復調器２６から出力される復調連続信号
は、偏差信号（signal d' ecart）△φ＝φs＋φrを構
成しており、積分器２８に入力される。積分器２８の出
力信号は、アナログ・ランプ発生装置３０の勾配制御入
力端に供給される。このアナログ・ランプ発生装置３０
は、リングの片端に取付けられた電気光学位相装置３１
の一つを制御する。図２の位相装置３１は、変調位相装
置とは異なり、リングの反対側の端に取付けられる。な
お、この装置は同じ端に取付け、変調位相装置と一体化
することもできる。
は、偏差信号（signal d' ecart）△φ＝φs＋φrを構
成しており、積分器２８に入力される。積分器２８の出
力信号は、アナログ・ランプ発生装置３０の勾配制御入
力端に供給される。このアナログ・ランプ発生装置３０
は、リングの片端に取付けられた電気光学位相装置３１
の一つを制御する。図２の位相装置３１は、変調位相装
置とは異なり、リングの反対側の端に取付けられる。な
お、この装置は同じ端に取付け、変調位相装置と一体化
することもできる。
【００２５】周知のジャイロメータでは、アナログ・ラ
ンプ発生装置３０は、（周知のジャイロメータのランプ
が２πの光学位相差に対応する振幅に達すると行われ
る）リセットのたびに、ランプの方向により、Ｐ或はＭ
のアウトレットにパルスを送信するために設けられてい
る。この場合のＰ或はＭのアウトレットにパルスの周波
数は角速度を表し、各パルスはθ＝nλ／２Ｒの回転角
度に対応する。
ンプ発生装置３０は、（周知のジャイロメータのランプ
が２πの光学位相差に対応する振幅に達すると行われ
る）リセットのたびに、ランプの方向により、Ｐ或はＭ
のアウトレットにパルスを送信するために設けられてい
る。この場合のＰ或はＭのアウトレットにパルスの周波
数は角速度を表し、各パルスはθ＝nλ／２Ｒの回転角
度に対応する。
【００２６】
【数３】Ω＝λ0nf／２Ｒ
【００２７】となり、fはＭ或はＰのパルスの周波数で
ある。本発明によると、調整相φＲの絶対値がπ／２を
上回ると、次のランプの勾配は逆になる。この逆転は、
通常、個体エレメントから構成される切換器３２によっ
て積分器２８とランプ発生装置３０とを直接接続する
か、或はインバータ３４を仲介して接続することで行
う。図２に示されているように、積分器２８の出力信号
のゲインを逆転することにより、ごく簡単に行なうこと
ができる。制御伝達装置は、この場合には、変動をゾー
ン１にし（図１参照）、変調信号は１及び３の機能点を
交互に通過する。本発明は、加減計数器３８を調整する
比較・制御ロジック３６によって制御することができ
る。加減計数器の役割については、後述する。位相φs
が＋π／２から＋３π／２の間であるかぎり、機能点
は、＋１ゾーンの、１及び３の間で変動する。φsが３
π／２を上回ると、ゲインがまた逆転するため、０ゾー
ンの状態に戻る。機能点は、従って、＋２ゾーンで変動
する。０ゾーンからのゲインの記号の変更は、＋π／２
或は−π／２を上回ることによる変更の場合には、毎
回、記憶される。ゲインの逆数を合計する加減計数器３
８の内容をＮとすると、速度Ωは次のようになる。
ある。本発明によると、調整相φＲの絶対値がπ／２を
上回ると、次のランプの勾配は逆になる。この逆転は、
通常、個体エレメントから構成される切換器３２によっ
て積分器２８とランプ発生装置３０とを直接接続する
か、或はインバータ３４を仲介して接続することで行
う。図２に示されているように、積分器２８の出力信号
のゲインを逆転することにより、ごく簡単に行なうこと
ができる。制御伝達装置は、この場合には、変動をゾー
ン１にし（図１参照）、変調信号は１及び３の機能点を
交互に通過する。本発明は、加減計数器３８を調整する
比較・制御ロジック３６によって制御することができ
る。加減計数器の役割については、後述する。位相φs
が＋π／２から＋３π／２の間であるかぎり、機能点
は、＋１ゾーンの、１及び３の間で変動する。φsが３
π／２を上回ると、ゲインがまた逆転するため、０ゾー
ンの状態に戻る。機能点は、従って、＋２ゾーンで変動
する。０ゾーンからのゲインの記号の変更は、＋π／２
或は−π／２を上回ることによる変更の場合には、毎
回、記憶される。ゲインの逆数を合計する加減計数器３
８の内容をＮとすると、速度Ωは次のようになる。
【００２８】
【数４】 Ω＝Ｎλ0ｃ0／４（ＬＲ）＋（λ0ｎｆ／２Ｒ）
【００２９】この公式は、上記の数３に取って代わる。
ランプの周波数は、このようにしてf＝±１／４τに限
定されるが、角度分解能は変わらず、nλ0／２Ｒのまま
である。
ランプの周波数は、このようにしてf＝±１／４τに限
定されるが、角度分解能は変わらず、nλ0／２Ｒのまま
である。
【００３０】図４は、本発明を実施した場合の一例とし
て、入力速度の変化にともなう積分器２８のアウトプッ
トの推移を示しており、二つのケースの一方は増加速度
に、もう一方は低下速度に対応している。この図は、図
３に示された形式の回路を使用して、リセット時にラン
プの逆転を行うケースに対応している。
て、入力速度の変化にともなう積分器２８のアウトプッ
トの推移を示しており、二つのケースの一方は増加速度
に、もう一方は低下速度に対応している。この図は、図
３に示された形式の回路を使用して、リセット時にラン
プの逆転を行うケースに対応している。
【００３１】比較・制御ロジックは、図３に示めされた
構造とすることができる。このロジックは、図６のグラ
フにしたがって機能し、信号の速度は図５に示すように
なる。図５の各ラインは、図３と同じ参照番号の点に対
応する信号を示す。図３の比較・制御ロジックは、ＶH
とＶBの、ほとんど同じ基準電圧を、それぞれマイナス
とプラスの入力端で受ける二つの入力コンパレータ４０
と４２とを有している。電圧ＶHとＶBのしきい値は、図
４に示されたクロノグラムに導くため、π／２より幾ら
か大きいサグナック効果に起因する位相差φsに対応し
ている。積分器２８の出力電圧ＶＩがＶHより大きくな
る場合は、回転速度の増加に対応し、コンパレータ４２
が信号を発信する。反対に、ＶＩのマイナスが大きくな
って、ＶBより小さくなると、コンパレータ４０が出力
信号を発信する。
構造とすることができる。このロジックは、図６のグラ
フにしたがって機能し、信号の速度は図５に示すように
なる。図５の各ラインは、図３と同じ参照番号の点に対
応する信号を示す。図３の比較・制御ロジックは、ＶH
とＶBの、ほとんど同じ基準電圧を、それぞれマイナス
とプラスの入力端で受ける二つの入力コンパレータ４０
と４２とを有している。電圧ＶHとＶBのしきい値は、図
４に示されたクロノグラムに導くため、π／２より幾ら
か大きいサグナック効果に起因する位相差φsに対応し
ている。積分器２８の出力電圧ＶＩがＶHより大きくな
る場合は、回転速度の増加に対応し、コンパレータ４２
が信号を発信する。反対に、ＶＩのマイナスが大きくな
って、ＶBより小さくなると、コンパレータ４０が出力
信号を発信する。
【００３２】π／２より幾らか大きい位相φsに対応す
る絶対値をＶHとＶBに適用することによって、速度Ωが
ゾーン同士の境界に対応する速度に近い場合にゲイン切
換えによって発生する変動の危険性を予防する。この差
異は、増加速度の場合に、例えば、ＡをＡ’と切り換え
たあとの積分器２８の出力電圧の絶対値の低下となって
現れる（図４）。
る絶対値をＶHとＶBに適用することによって、速度Ωが
ゾーン同士の境界に対応する速度に近い場合にゲイン切
換えによって発生する変動の危険性を予防する。この差
異は、増加速度の場合に、例えば、ＡをＡ’と切り換え
たあとの積分器２８の出力電圧の絶対値の低下となって
現れる（図４）。
【００３３】位相φsは、図４のように、φからφ’に
直ちに変化する。各コンパレータ４０と４２の後には、
例示された実施方法のＤタイプのフリップフロップ（ba
scule de verrouillage）４４、４６が設けられてい
る。（変調信号の切り換わりに幾らか先行する）信号が
発信された後に時間軸発生器１８が発信するクロックＲ
1の最初の立ち上がりで、フリップフロップ４６はパル
スＣ＋を発信する。同様に、パルスＣ−も、コンパレー
タ４０からの信号に対する応答として、フリップフロッ
プ４４から発信されるようになっている。フリップフロ
ップ４４，４６は、変調信号が切り換わるたび、その直
後に、Ｒ2信号によってリセットされる（図５）。図示
されたケースの場合には、Ｒ1とＲ2は、Ｈ／Ｔ信号が検
出の継続を中断し、最終検出を記憶するレベルにあると
きに送信される。このレベルの継続時間は、τと変調の
半周期との最大差異の２倍以上でなければならない。
直ちに変化する。各コンパレータ４０と４２の後には、
例示された実施方法のＤタイプのフリップフロップ（ba
scule de verrouillage）４４、４６が設けられてい
る。（変調信号の切り換わりに幾らか先行する）信号が
発信された後に時間軸発生器１８が発信するクロックＲ
1の最初の立ち上がりで、フリップフロップ４６はパル
スＣ＋を発信する。同様に、パルスＣ−も、コンパレー
タ４０からの信号に対する応答として、フリップフロッ
プ４４から発信されるようになっている。フリップフロ
ップ４４，４６は、変調信号が切り換わるたび、その直
後に、Ｒ2信号によってリセットされる（図５）。図示
されたケースの場合には、Ｒ1とＲ2は、Ｈ／Ｔ信号が検
出の継続を中断し、最終検出を記憶するレベルにあると
きに送信される。このレベルの継続時間は、τと変調の
半周期との最大差異の２倍以上でなければならない。
【００３４】ロジック４８は、Ｃ＋とＣ−のパルスを受
信し、その応答として、２つの出力端のいずれかで、加
算パルスＨ＋と減算パルスＨ−を発信する。Ｂ0は、出
力パルスを累算する計数器５０の最下位ビットである。
このケースは、２の補数に対応するケースである。図６
は、計数動作を示すグラフであり、下のラインは、最大
キャパシティを１１１とした場合において、２の補数で
オペレーションを行う場合の計数器の内容を示してい
る。
信し、その応答として、２つの出力端のいずれかで、加
算パルスＨ＋と減算パルスＨ−を発信する。Ｂ0は、出
力パルスを累算する計数器５０の最下位ビットである。
このケースは、２の補数に対応するケースである。図６
は、計数動作を示すグラフであり、下のラインは、最大
キャパシティを１１１とした場合において、２の補数で
オペレーションを行う場合の計数器の内容を示してい
る。
【００３５】上述の実施方法の構造は、一般的なアナロ
グ構造である。復調器２６の出力信号をデジタル形式と
して実施することもできる。
グ構造である。復調器２６の出力信号をデジタル形式と
して実施することもできる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、角度分解能を損なうことなく、かつ、高速おけるラ
ンプのゼロ復帰周波数を増加させないことができる。
ば、角度分解能を損なうことなく、かつ、高速おけるラ
ンプのゼロ復帰周波数を増加させないことができる。
【図１】非自動制御ジャイロメータの回転速度の変化に
ともなう位相の変動を示すチャートである。
ともなう位相の変動を示すチャートである。
【図２】本発明の実施である光ファイバー式ジャイロメ
ータの構造を示すブロック図である。
ータの構造を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施方法によるランプ発生装
置の構造を示す図である。
置の構造を示す図である。
【図４】図３に示す回路各部の波形を示す波形図であ
る。
る。
【図５】図３に示す回路各部の波形を示す波形図であ
る。
る。
【図６】同実施例の動作を示す説明図である。
１０ リング式電磁波路 １２ 干渉性線状分極光源 １４ 分流器 １６ 統合光学アセンブリ １７ 変調回路 １８ 時間軸発生器 ２０ クロック発生器 ２２ 検出・事前増幅・インピーダンス整合モジュール ２４ アナログ交換器 ２６ 復調器 ２８ 積分器 ３０ アナログ・ランプ発生装置 ３１ 電気光学位相装置 ３２ 切換器 ３４ インバータ ３６ 比較・制御ロジック ３８ 加減計数器 ４０，４２ 入力コンパレータ ４４，４６ フリップフロップ ４８ ロジック ５０ 計数器
Claims (5)
- 【請求項１】 リング式電磁波路と、 ２方向の２つの電磁波を前記リング式電磁波路に送信す
るためにセパレータが装備された電磁波発生装置と、 ２方向の前記電磁波を受信する干渉検出器と、 一方の電磁波についてはリング上流側、他方の電磁波に
ついては下流側に位置し、電磁波がリングを通過する時
間の大体２倍の周期の周期的交流平衡位相変調を前記各
電磁波に与える第１の電気光学装置と、 前記他方の電磁波についてはリングの上流側に、前記一
方の電磁波については下流側に位置し、可調整勾配位相
差ランプ発生装置が出力する位相差ランプ信号によって
制御される第２の電気光学装置と、 前記位相差ランプ信号の勾配の方向と値を制御して、前
記干渉検出器が受信する電磁波の位相差をゼロにするル
ーピング・計測電子装置と、 位相差が＋π／２或は−π／２以上になると前記位相差
ランプ信号の勾配の符号を逆転する装置と、 前記位相差ランプの符号の変化を代数学的に計数するた
めの代数計数装置とを具備することを特徴とする光電変
調式干渉ジャイロメータ。 - 【請求項２】 代数計数装置が加減算計数器から構成さ
れることを特徴とする請求項１記載の光電変調式干渉ジ
ャイロメータ。 - 【請求項３】 前記位相差ランプ信号のリセット時にラ
ンプの勾配を逆転させるための装置が設けられているこ
とを特徴とする請求項１または２記載の光電変調式干渉
ジャイロメータ。 - 【請求項４】 前記代数計数装置が、π／２より幾らか
大きい逆方向の位相差に対応する基準電圧を受ける二つ
の入力コンパレータ（４０，４２）、これらのコンパレ
ータと加減計数器（５０）によって制御されるロジック
（４８）から構成され、前記各コンパレータが出力する
パルスＣ＋とＣ−に対する応答として、コンパレータの
最下位ビットにしたがって、ロジック（４８）がインク
リメンタル・パルスＨ＋とディクリメンタル・パルスＨ
−を計数器に発信することを特徴とする請求項１記載の
光電変調式干渉ジャイロメータ。 - 【請求項５】 フリップフロップ（４４、４６）がコン
パレータ（４０，４２）とロジック（４８）の間に取付
られていることを特徴とする請求項に記載の光電変調式
干渉ジャイロメータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9109447A FR2679647B1 (fr) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | Gyrometre interferometrique a modulateur electro-optique. |
| FR9109447 | 1991-07-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06341840A true JPH06341840A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=9415542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4199972A Withdrawn JPH06341840A (ja) | 1991-07-25 | 1992-07-27 | 光電変調式干渉ジャイロメータ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5311281A (ja) |
| EP (1) | EP0524885B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06341840A (ja) |
| CA (1) | CA2074620A1 (ja) |
| DE (1) | DE69200057T2 (ja) |
| ES (1) | ES2049556T3 (ja) |
| FR (1) | FR2679647B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3990450B2 (ja) * | 1995-06-07 | 2007-10-10 | ハネウエル・インコーポレーテッド | 光ファイバ感知コイル用の固有周波数トラッカ |
| US6225864B1 (en) * | 1999-11-02 | 2001-05-01 | Harris Corporation | RF amplifier having a dual slope phase modulator |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2555739B1 (fr) * | 1980-11-07 | 1986-04-04 | Thomson Csf | Dispositif de mesure d'un dephasage non reciproque engendre dans un interferometre en anneau |
| DE3123163A1 (de) * | 1981-06-10 | 1983-01-05 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | "verfahren und anordnung zur messung absoluter drehungen" |
| US5137357A (en) * | 1990-06-27 | 1992-08-11 | Honeywell Inc. | Interferometric signal analysis with modulation switching |
| JPH0711423B2 (ja) * | 1990-06-29 | 1995-02-08 | 日本航空電子工業株式会社 | 光干渉角速度計 |
-
1991
- 1991-07-25 FR FR9109447A patent/FR2679647B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-07-23 EP EP92402133A patent/EP0524885B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-23 ES ES92402133T patent/ES2049556T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-23 DE DE69200057T patent/DE69200057T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-24 CA CA002074620A patent/CA2074620A1/fr not_active Abandoned
- 1992-07-27 US US07/918,856 patent/US5311281A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-27 JP JP4199972A patent/JPH06341840A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2074620A1 (fr) | 1993-01-26 |
| DE69200057T2 (de) | 1994-06-09 |
| DE69200057D1 (de) | 1994-04-07 |
| US5311281A (en) | 1994-05-10 |
| EP0524885A1 (fr) | 1993-01-27 |
| EP0524885B1 (fr) | 1994-03-02 |
| FR2679647A1 (fr) | 1993-01-29 |
| ES2049556T3 (es) | 1994-04-16 |
| FR2679647B1 (fr) | 1993-11-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |