JPH0754257B2 - Optical fiber gyro scale factor stabilization method - Google Patents

Optical fiber gyro scale factor stabilization method

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JPH0754257B2
JPH0754257B2 JP781489A JP781489A JPH0754257B2 JP H0754257 B2 JPH0754257 B2 JP H0754257B2 JP 781489 A JP781489 A JP 781489A JP 781489 A JP781489 A JP 781489A JP H0754257 B2 JPH0754257 B2 JP H0754257B2
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optical fiber
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sin
phase
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竜郎 堀江
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、サグナツク効果を利用して移動体の回転角度
あるいは回転角速度等を測定する光フアイバジヤイロに
係り、特にそのスケールフアクタの安定化を図る上で好
適な方法の具現に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical fiber gyroscope that measures a rotation angle or a rotation angular velocity of a moving body by utilizing the Sagnac effect, and particularly to stabilize the scale factor thereof. The present invention relates to implementation of a suitable method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

周知のように、光フアイバジヤイロは、サグナツク効果
を利用した干渉形レーザジヤイロの干渉系を光フアイバ
によつて構成したものであり、ビームスプリツタを介し
て2分した光ビームを光フアイバループの両端から入射
せしめるとともに、これら入射光の該光フアイバループ
による各伝搬光を再びビームスプリツタを介して同一光
路に導くことによつて、上記光フアイバループの、サグ
ナツク効果に基づく光干渉を得るようにしている。この
干渉光は、適宜のフオトデイテクタを通じて、上記光フ
アイバループのループ方向への回転情報(角速度)を示
す電気信号として取り出される。
As is well known, an optical fiber gyro is an interferometer type laser gyro interference system utilizing the Sagnac effect, which is constructed by an optical fiber, and a light beam divided into two via a beam splitter from both ends of the optical fiber loop. By making each incident light incident on the optical fiber loop by the optical fiber loop again into the same optical path through the beam splitter, to obtain optical interference based on the Sagnac effect of the optical fiber loop. There is. This interference light is taken out as an electric signal indicating rotation information (angular velocity) in the loop direction of the optical fiber loop through an appropriate photo detector.

ところで、こうした光フアイバジヤイロにおいては、感
度向上のための種々の工夫が提案されており、中でも、
上記光フアイバループを伝搬する光の位相を所要に変調
せしめ、同光フアイバループの回転情報をπ/2だけ位相
した情報すなわちsin関数情報として取り出す(通常上
記回転情報を示す信号は、光フアイバループの静止状態
で最大値を示すcos関数情報として出力される)ように
した位相変調方式が、分解能を高め、かつ零点を安定化
し得る方式として注目を集めている。第3図に、こうし
た位相変調方式を採用した光フアイバジヤイロの一例を
示す。
By the way, in such an optical fiber gyro, various ideas for improving the sensitivity have been proposed.
The phase of the light propagating through the optical fiber loop is modulated as required, and the rotation information of the optical fiber loop is extracted as information that is phased by π / 2, that is, as sin function information (usually, the signal indicating the rotation information is the optical fiber loop. , Which is output as cos function information indicating the maximum value in the stationary state), is attracting attention as a method that can improve the resolution and stabilize the zero point. FIG. 3 shows an example of an optical fiber gyro employing such a phase modulation method.

すなわちこの第3図に示す光フアイバジヤイロにおい
て、1はレーザビーム発生器、2aおよび2bは上記ビーム
スプリツタとして作用する光カプラ、3は光フアイバル
ープ(光フアイバコイル)、4はPZT(電気歪振動子)
等からなる位相変調器、5は上記フオトデイテクタとし
て用いられるフオトダイオード、6は上記位相変調器4
を駆動するための周波数f0なる電気信号を発生する発振
器、そして7は上記フオトダイオード5を通じて光−電
変換された信号を上記発振器6から出力される周波数f0
なる信号に基づきロツクインして抽出出力するロツクイ
ン増幅器であり、通常このロツクイン増幅器7からは、
上記フオトダイオード5によつて光−電変換される干渉
光成分のうち、基本周波数の変調成分である。
That is, in the optical fiber gyro shown in FIG. 3, 1 is a laser beam generator, 2a and 2b are optical couplers acting as the beam splitters, 3 is an optical fiber loop (optical fiber coil), and 4 is PZT (electrostrictive vibration). Child)
And the like, 5 is a photodiode used as the photodetector, and 6 is the phase modulator 4
An oscillator for generating an electric signal having a frequency f 0 for driving the frequency f 0 , and a frequency f 0 outputted from the oscillator 6 for a signal photoelectrically converted by the photodiode 5.
Is a lock-in amplifier that locks in based on the signal
Of the interference light components photoelectrically converted by the photodiode 5, it is a modulation component of the fundamental frequency.

E0=KJ1(η)2sin2Δθ …(1) ただし、η=2mfsin2πf0T ここで、K:定数 J1:第1種ベツセル関数−次項 2Δθ:サグナツク位相差 mf:変調指数 f0:変調周波数 T:光フアイバ中の光伝搬時間 なる成分が、その出力E0として抽出されることが知られ
ている。因みに、ベツセル関数表によれば、η=1.84に
てJ1(η)の値が最大となることがわかつていることか
ら、通常こうした光フアイバジヤイロでは、η=1.84と
いつた値が得られるよう変調指数mf(一般には位相変調
器4に加える電圧値によつて決定される)を定めた上
で、上記(1)式に示されるsin波成分を取り出すよう
にしている。
E 0 = KJ 1 (η) 2sin2Δθ (1) where, η = 2mfsin2πf 0 T, where K: constant J 1 : Type 1 Bessel cell function-next term 2Δθ: Sagnac phase difference mf: modulation index f 0 : modulation frequency It is known that the component of T: light propagation time in the optical fiber is extracted as its output E 0 . By the way, according to the Bessel cell table, it is known that the value of J 1 (η) becomes the maximum at η = 1.84. Therefore, in such an optical fiber gyro, η = 1.84 is usually obtained. After the modulation index mf (generally determined by the voltage value applied to the phase modulator 4) is determined, the sine wave component shown in the above equation (1) is taken out.

このように、第3図に例示したような位相変調方式の光
フアイバジヤイロによれば、位相変調を施さない場合
に、第4図(a)に示されるようなcos関数情報として
取り出される干渉光出力を、上記の位相変調によつて、
同第4図(b)に示されるようなsin関数情報として取
り出すことが可能となる。これら第4図(a)および
(b)を比較して明らかなように、このことは、当光フ
アイバジヤイロの低速回転域におけるリニアリテイーが
改善され、ひいては同低速回転域における測定感度も大
幅に向上されることを意味する。
As described above, according to the optical fiber gyro of the phase modulation system as illustrated in FIG. 3, the interference light output extracted as the cos function information as shown in FIG. 4 (a) when the phase modulation is not performed. By the above phase modulation,
It is possible to take out as sin function information as shown in FIG. 4 (b). As is clear from comparing FIGS. 4 (a) and 4 (b), this means that the linearity of the optical fiber gyroscope in the low speed rotation range is improved, and the measurement sensitivity in the low speed rotation range is also greatly improved. Means that.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

以上のように、位相変調方式による光フアイバジヤイロ
は、その低速回転域におけるリニアリテイーを改善し、
同域での感度についてはこれを大きく向上し得るもの
の、スケールフアクタ、すなわち同一角速度に対する出
力値(測定値)の変動が大きく、実用上はなお問題を残
すものであつた。
As described above, the optical fiber gyro by the phase modulation method improves the linearity in the low speed rotation range,
Although the sensitivity in the same range can be greatly improved, the scale factor, that is, the output value (measured value) fluctuates greatly with respect to the same angular velocity, so that it remains a problem in practical use.

なお、こうしたスケールフアクタ変動の要因としては、 (イ)光フアイバの偏光の不安定。The causes of such scale factor fluctuations are (a) the polarization of the optical fiber is unstable.

(ロ)周囲温度の変化等に起因する光フアイバの伸縮。(B) Expansion and contraction of the optical fiber due to changes in ambient temperature.

(ハ)これら(イ)あるいは(ロ)などに更に起因して
生ずる位相変調回路の変調深さの不安定。
(C) Instability of the modulation depth of the phase modulation circuit caused by these (a) or (b).

因みに、この変調深さとは通常、位相変調器に印加され
る電圧の大きさやその周波数(変調周波数)によつて略
決定されるが、この位相変調器に巻回される光フアイバ
や光フアイバループを構成する光フアイバに、上記
(イ)あるいは(ロ)などの支障が来たす場合には、た
とえ上記位相変調器に印加する電圧や周波数を一定に保
持したところで、一定した変調深さは得られない。
Incidentally, the modulation depth is generally determined by the magnitude of the voltage applied to the phase modulator and its frequency (modulation frequency). However, the optical fiber or the optical fiber loop wound around the phase modulator is usually determined. If the optical fiber that composes the optical fiber is disturbed by (a) or (b), a constant modulation depth can be obtained even if the voltage or frequency applied to the phase modulator is held constant. Absent.

等々、があげられる。And so on.

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであ
り、上記変動要因を解消して安定したスケールフアクタ
を得ることのできる光フアイバジヤイロのスケールフア
クタ安定化方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of these circumstances, and an object thereof is to provide a method for stabilizing a scale factor of an optical fiber gyro that can eliminate the above-mentioned fluctuation factors and obtain a stable scale factor.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

この発明では、フオトデイテクタを通じて取り出される
光−電変換信号のある特定の波形成分に注目した場合、
これはその振幅や収斂値に変動が生じる場合であつて
も、その関数形は常に相似した関係に維持されることに
着目し、まず上記特定の波形成分として例えば直流項成
分を上記光−電変換信号から取り出してその関数形を求
め、次いでこの求めた関数形に基づいて、所望とする位
相変調深さを得るための変調指数とその係数との積によ
つて表わされる値に対応した位相変調電圧若しくは位相
変調周波数を求めつつ、その都度、前回求められた位相
変調電圧若しくは位相変調周波数の値を参照して、上記
変調指数とその係数との積の値が一定に保たれるよう、
上記位相変調電圧若しくは位相変調周波数を制御するよ
うにする。
In the present invention, when attention is paid to a specific waveform component of the photoelectric conversion signal extracted through the photo detector,
It should be noted that even when the amplitude or the convergence value varies, the functional form is always maintained in a similar relationship. The converted signal is taken out to obtain its functional form, and then the phase corresponding to the value represented by the product of the modulation index and its coefficient for obtaining the desired phase modulation depth is obtained based on the obtained functional form. While obtaining the modulation voltage or the phase modulation frequency, each time, referring to the value of the previously obtained phase modulation voltage or the phase modulation frequency, so that the value of the product of the modulation index and its coefficient is kept constant,
The phase modulation voltage or phase modulation frequency is controlled.

〔作用〕[Action]

上記取り出される直流項成分の関数形が、その振幅や収
斂値の変化に係わらずに相似した関係に保たれることは
上記の通りであるが、このことは上記所望とする位相変
調深さを得るための値、すなわち変調指数とその係数と
の積によつて表わされる値に対応した位相変調電圧若し
くは位相変調周波数を、上記取り出されかつ求められる
関数形に基づいて予め求めておけば、以後、この求めた
値を一定にする制御を行なうことで、その後いかなる場
合も、同一深さの位相変調が施されるようになることを
意味する。勿論、こうした1つの波形成分(例えば直流
項成分)についてその位相変調深さを同一に制御するこ
とができれば、実際に角速度出力として取り出される他
の波形成分(例えば基本波成分)においても、その位相
変調深さは同一に保たれる。また、こうして位相変調深
さが同一に保たれるということは、前述したスケールフ
アクタ変動の要因として挙げた各不安定要素も、この変
調制御によつて実質的に吸収され、解消されることを意
味する。
It is as described above that the functional form of the extracted DC term component is kept in a similar relationship regardless of the change of the amplitude or the convergence value thereof, but this makes the desired phase modulation depth If the phase modulation voltage or the phase modulation frequency corresponding to the value to be obtained, that is, the value represented by the product of the modulation index and the coefficient is obtained in advance based on the extracted and obtained function form, It means that, by controlling the obtained value to be constant, the phase modulation with the same depth will be performed in any case thereafter. Of course, if the phase modulation depth can be controlled to be the same for such one waveform component (for example, DC term component), the phase of other waveform components (for example, fundamental wave component) actually extracted as the angular velocity output will also be obtained. The modulation depth is kept the same. In addition, the fact that the phase modulation depth is kept the same in this way means that each unstable element mentioned as a factor of the scale factor variation described above is substantially absorbed and eliminated by this modulation control. Means

〔実施例〕〔Example〕

第1図に、この発明にかかる光フアイバジヤイロのスケ
ールフアクタ安定化方法の一実施例が適用される装置例
を示す。なおこの第1図において、先の第3図に示した
要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し
ている。
FIG. 1 shows an example of a device to which an embodiment of a method for stabilizing a scale factor of an optical fiber gyroscope according to the present invention is applied. In FIG. 1, the same elements as those shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals.

はじめに、該実施例に関する理解を容易とするために、
同第1図を参照して、位相変調方式光フアイバジヤイロ
による角速度出力について考察を加えてみる。
First, in order to facilitate understanding of the embodiment,
Referring to FIG. 1, consideration will be given to the angular velocity output by the phase modulation type optical fiber gyro.

いま、光フアイバループ3の半径をR、同ループ3を構
成する光フアイバの全長をL、同ループ3がそのループ
方向に回転するときの角速度をΩとするとき、サグナツ
ク効果による干渉光の位相差Δθが、 として表わされることはよく知られている。ここで、λ
は上記光フアイバループ3を伝搬する光の波長であり、
またCは同伝搬光の光速である。
Now, when the radius of the optical fiber loop 3 is R, the total length of the optical fiber forming the loop 3 is L, and the angular velocity when the loop 3 rotates in the loop direction is Ω, the position of the interference light due to the Sagnac effect is assumed. The phase difference Δθ is Is well known. Where λ
Is the wavelength of light propagating through the optical fiber loop 3,
C is the speed of light of the same propagation light.

また、同第1図に付記して示すビーム発生器1から発生
される光信号eLが、 eL=K sin ωt …(3) K:定数 ωt:光の角周波数 で表わされるとき、これが光カプラ2aおよび2bによつて
2分されてCW方向(右回り方向)で上記光フアイバルー
プ3に入射される光信号ecは、 ec=k1 sin ωt …(4) k1:当該光路定数 同じく2分されてCCW方向(左回り方向)で同光フアイ
バループ3に入射される光信号eccは、 ecc=k2 sin ωt …(5) k2:当該光路定数 となり、更にこれら光信号ecおよびeccが、位相変調器
4によつて位相変調されかつ上記光フアイバループ3を
通じてサグナツク位相シフトを受けて、同光フアイバル
ープ3から光カプラ2bへ帰還される光信号ecmおよびecc
mは、それぞれ ecm=k1 sin(ωt+α+Δθ) …(6) eccm=k2 sin(ωt−β−Δθ) …(7) となる。ここで、αおよびβは、位相変調器4によつて
それぞれ上記光信号ecおよびeccに与えられる変調量を
示し、それぞれ α=mf sin(pt+γ) …(8) β=mf sin(pt−γ) …(9) mf:変調指数(変調の深さを示す値) pt:変調する角周波数 r:角周波数に対する位相差 といつた内容を有している。
Further, when the optical signal e L generated from the beam generator 1 additionally shown in FIG. 1 is expressed by e L = K sin ωt (3) K: constant ωt: angular frequency of light, The optical signal ec, which is divided into two by the optical couplers 2a and 2b and is incident on the optical fiber loop 3 in the CW direction (clockwise direction), is ec = k 1 sin ωt (4) k 1 : the optical path constant Similarly, the optical signal ecc, which is divided into two and is incident on the same optical fiber loop 3 in the CCW direction (counterclockwise direction), becomes ecc = k 2 sin ωt (5) k 2 : the optical path constant, and these optical signals ec And ecc are phase-modulated by the phase modulator 4 and undergo a sag-nack phase shift through the optical fiber loop 3, and the optical signals ecm and ecc are returned from the optical fiber loop 3 to the optical coupler 2b.
m is ecm = k 1 sin (ωt + α + Δθ) (6) eccm = k 2 sin (ωt-β-Δθ) (7) Here, α and β represent the modulation amounts given to the optical signals ec and ecc by the phase modulator 4, respectively, and α = mf sin (pt + γ) (8) β = mf sin (pt−γ) ) (9) mf: Modulation index (value that indicates the depth of modulation) pt: Angular frequency to be modulated r: Phase difference with respect to angular frequency and details.

さて、こうした光フアイバジヤイロ(ジヤイロ部10)に
あつては、上記(6)式および(7)式として示される
光信号ecmおよびeccmが、光カプラ2bおよび2aを介して
同一光路に導かれ、フオトダイオード5に合成入力(入
射)されるものと考えられる。ここに、この合成光(干
渉光)をPLとするとき、該干渉光PLは、次式によつて与
えられる。
Now, in such an optical fiber gyro (gyro part 10), the optical signals ecm and eccm represented by the above formulas (6) and (7) are guided to the same optical path through the optical couplers 2b and 2a, and are It is considered that the diode 5 is synthetically input (incident). Here, when this combined light (interference light) is P L , the interference light P L is given by the following equation.

一方、上記(8)式および(9)式から α+β=mf〔sin(pt+γ)+sin(pt+γ)〕 =2mf sin pt cos γ …(11) α−β=mf〔sin(pt+γ)−sin(pt+γ)〕 =−2mf cos pt sin γ …(12) であることから、これら(11)式および(12)式を上記
(10)式に代入して、 PL=k1k2〔1−cos(2ωt+2mf sin pt cos γ)〕 ×〔1+cos(2Δθ−2mf cos pt sin γ)〕 =k1k2〔1−cos 2ωt cos(2mf cos r sin pt) −sin 2ωt sin(2mf cos γ sin pt)〕 ×〔1+cos 2Δθ cos(2mf sin γ cos pt) +sin 2Δθ sin(2mf sin γ cos pt)〕 …(13) こうして与えられる干渉光PLがフオトダイオード5を通
じて電流信号に変換(光−電変換)される。この際、該
フオトダイオード5は光の角周波数ωtには応答しない
ことから、この変換電流は、これをILとすると、上記
(13)式におけるcos ωt、sin ωtを含まない項、す
なわち IL=k1k2〔1+cos2Δθcos(2mf sin γ cos pt) +sin 2Δθ sin(2mf sin γ cos pt)〕 …(14) といつた形にて表わされることとなる。この(14)式を
級数展開すれば、 となり、上記電流ILは、各次高調波成分が合成されて構
成されていることがわかる。位相変調方式光フアイバジ
ヤイロにあつては通常、この(15)式における基本波成
分、すなわち「2 sin 2ΔθJ1(2mf sin γ)cos pt」
項を抽出して、その角速度出力としている(前記(1)
式参照)。
On the other hand, from the above equations (8) and (9), α + β = mf [sin (pt + γ) + sin (pt + γ)] = 2mf sin pt cos γ (11) α-β = mf [sin (pt + γ) -sin (pt + γ) )] = −2mf cos pt sin γ (12) Therefore, by substituting these equations (11) and (12) into the above equation (10), P L = k 1 k 2 [1-cos (2ωt + 2mf sin pt cos γ)] × [1 + cos (2Δθ−2mf cos pt sin γ)] = k 1 k 2 [1-cos 2ωt cos (2mf cos r sin pt) −sin 2ωt sin (2mf cos γ sin pt) ] [1 + cos 2 Δθ cos (2 mf sin γ cos pt) + sin 2 Δθ sin (2 mf sin γ cos pt)] (13) The interference light P L thus given is converted into a current signal through the photodiode 5 (photo-electric conversion). To be done. At this time, since the photodiode 5 does not respond to the angular frequency ωt of light, if this converted current is I L , the term that does not include cos ωt and sin ωt in the above equation (13), that is, I L = k 1 k 2 [1 + cos 2 Δθ cos (2mf sin γ cos pt) + sin 2 Δθ sin (2mf sin γ cos pt)] (14). Expanding this equation (14) into a series, Therefore, it can be seen that the current I L is configured by synthesizing each harmonic component. For the phase modulation type optical fiber gyro, the fundamental wave component in this equation (15), that is, “2 sin 2 ΔθJ 1 (2mf sin γ) cos pt” is usually used.
The term is extracted and used as its angular velocity output ((1) above)
See formula).

ここで、同(15)式におけるsin rの値について検討し
てみる。
Let us now consider the value of sin r in Eq. (15).

上記「2sin 2ΔθJ1(2mf sin γ)cos pt」においてそ
の抽出出力を最大にもつていくためには、「J1(2mf si
n γ)」を最大にする必要がある。このための最適なる
方法は、sin γを最大にし、mfの値を最小にして 2mf sin γ=1.84 とすることである。このときJ1(1.84)が最大となる。
なお、これとは逆に、sin γを小にし、mfを大きくして
J1(1.84)とすることは、位相変調器(PZT)4への印
加電圧を大きくすることであり、これでは該変調器の不
要モード振動が大きく、変調雑音も増大する。
In the above “2 sin 2 Δθ J 1 (2mf sin γ) cos pt”, in order to keep the extracted output to the maximum, “J 1 (2mf si
n γ) ”needs to be maximized. The best way to do this is to maximize sin γ and minimize the value of mf to be 2mf sin γ = 1.84. At this time, J 1 (1.84) becomes the maximum.
On the contrary, decrease sin γ and increase mf.
Setting J 1 (1.84) means increasing the voltage applied to the phase modulator (PZT) 4, which causes large unwanted mode vibration of the modulator and also increases modulation noise.

このように、sin γを最大にしないと、すなわちγ=
(π/2)にしないと、S/Nのよくない結果となる。
Thus, if sin γ is not maximized, that is, γ =
Unless it is (π / 2), the result of S / N is not good.

したがつて実用上は、上記(8)式および(9)式につ
いても、これを とする必要がある。このことは、光ビームが光フアイバ
ループ3内を伝搬する時間内に対称に変調位相が動くこ
とを意味する。最後に、こうした条件に基づく前記変調
周波数f0の最適値について、これを考察してみる。
Therefore, in practice, this is also applied to the above equations (8) and (9). And need to. This means that the modulation phase moves symmetrically within the time when the light beam propagates in the optical fiber loop 3. Finally, let us consider the optimum value of the modulation frequency f 0 based on these conditions.

いま、光フアイバループ3中の光伝搬時間Tが、 T=nL/C …(16) n:コア屈折率 L:光フアイバの全長 C:光速 の如く決められるとすると、上記変調位相が対称に動く
ための条件は、 T/2N=nL/C …(17) N=1,2,3,… となる。
Now, assuming that the optical propagation time T in the optical fiber loop 3 is determined as T = nL / C (16) n: core refractive index L: total length of optical fiber C: speed of light, the modulation phase becomes symmetrical. The condition for movement is T / 2N = nL / C (17) N = 1,2,3, ....

一方、変調周波数をfとすれば、これは f=1/T …(18) となる。On the other hand, if the modulation frequency is f, this is f = 1 / T (18).

したがつて、この(18)式に上記(17)式を代入すれ
ば、 f=C/2NnL …(19) となり、上記γ=(π/2)を満足させ得る最小の変調周
波数f0は、 f0=C/2nL …(20) となることがわかる。
Therefore, if the above equation (17) is substituted into this equation (18), then f = C / 2NnL (19) and the minimum modulation frequency f 0 that can satisfy the above γ = (π / 2) is , F 0 = C / 2nL (20).

次に、第2図を併せ参照して、この実施例の原理につい
てまず説明する。
Next, the principle of this embodiment will be described with reference to FIG.

いま、上記(15)式の直流項に着目する。この出力は、
フオトダイオード5の出力のうち、キヤリアに変調周波
数成分を有しない成分であることから、ローパスフイル
タを用いて容易に取り出し得る。そしてその値は、上記
(15)式から明らかなように I=k1k2〔1+cos2ΔθJ0(2mf sin γ)〕 …(21) で表わされる。サグナツク位相差Δθが零となつている
場合(すなわちcos2Δθ=1の場合)、その関数形は第
2図(a)のようになる。
Now, pay attention to the DC term in the above equation (15). This output is
Since it is a component of the output of the photodiode 5 that does not have a modulation frequency component in the carrier, it can be easily extracted by using a low-pass filter. Then, the value is expressed by I = k 1 k 2 [1 + cos 2 ΔθJ 0 (2mf sin γ)] (21) as is clear from the equation (15). When the sagnat phase difference Δθ is zero (that is, when cos2Δθ = 1), its functional form is as shown in FIG. 2 (a).

またここで、光フアイバジヤイロの動作時における同直
流項の値を、cos2Δθをパラメータとして表わすと、こ
れは第2図(b)の如く振幅が変化する。すなわちこの
場合、各関数形は、このcos2Δθの各値に応じて、I=
k1k2にまつわりつつ収斂するような形を示すが、各々I
=k1k2と交差する(2mf sin γ)上の点q1,q2,q3…の値
は変わらない。
If the value of the same DC term during the operation of the optical fiber gyro is expressed with cos2Δθ as a parameter, the amplitude changes as shown in FIG. 2 (b). That is, in this case, each functional form has I =
It shows a shape that converges while wrapping around k 1 k 2.
The values of points q 1 , q 2 , q 3 … on (2mf sin γ) that intersect with = k 1 k 2 do not change.

一方、光フアイバジヤイロにあつては通常、レーザ出力
の変動、あるいは光学系の損失や消光比の変動、光カプ
ラの分岐比の変動、等々が生じると、上記(15)式のk1
k2の値が変動する。したがつてこの場合、上記直流項の
値(関数形)も、第2図(c)に示される如く収斂値が
変動するものの、例えばk1k2=1およびk1k2=0.75に関
して、これら関数がk1k2=1あるいはk1k2=0.75と交差
する(2mf sin γ)上の点q1,q2,q3…の値は、この場合
も変わらない。
On the other hand, usually it shall apply light Fuaibajiyairo, change in the laser output, or variations in the losses and extinction ratio of the optical system, change a branching ratio of the optical coupler, the so occurs, k 1 above (15)
The value of k 2 fluctuates. Therefore, in this case, the value (function form) of the DC term also has a convergent value as shown in FIG. 2 (c), but for example, with respect to k 1 k 2 = 1 and k 1 k 2 = 0.75, The values of the points q 1 , q 2 , q 3, ... On (2mf sin γ) where these functions intersect k 1 k 2 = 1 or k 1 k 2 = 0.75 remain unchanged in this case as well.

このように、光−電変換出力のうちのある特定の成分の
みに着目すると、その振幅や収斂値が変化する場合であ
れ、関数形は相似する。したがつて、例えば第2図
(a)に示されるような特定の成分(直流項成分)につ
いてのサンプルとなる1つの関数形を求めるとともに、
この関数形に基づいて、例えば先の 2mf sin γ=1.84 とし得る位相変調器(PZT)4への交流印加電圧(2mf可
変要素)若しくは変調周波数(sin γ可変要素)を予め
求め、以後上記サンプルとして都度その関数形を求める
毎に、この2mf sin γ=1.84といつた関係が維持される
ようこれら印加電圧若しくは変調周波数を換算制御する
ようにすれば、いかなる場合も、位相変調器4を通じた
同一深さの位相変調が実現されるようになる。勿論、こ
うした同一深さによる位相変調が実現されれば、これに
よつて前述した不安定要素が吸収されてスケールフアク
タの安定化が図られることとなり、この結果として、角
速度出力として抽出される任意成分の信号の再現性も著
しく向上されるようになる。
In this way, focusing on only a specific component of the photoelectric conversion output, the functional forms are similar even when the amplitude or the convergence value changes. Therefore, for example, one functional form as a sample for a specific component (DC term component) as shown in FIG.
Based on this functional form, for example, the AC applied voltage (2mf variable element) or modulation frequency (sin γ variable element) to the phase modulator (PZT) 4, which can be 2mf sin γ = 1.84, is obtained in advance, and then the above sample is used. Whenever the function form is calculated, the applied voltage or the modulation frequency is converted and controlled so that the relationship with 2mf sin γ = 1.84 is maintained. Phase modulation with the same depth is realized. Of course, if such phase modulation with the same depth is realized, the unstable element described above is absorbed thereby to stabilize the scale factor, and as a result, it is extracted as an angular velocity output. The reproducibility of the signal of the arbitrary component is also significantly improved.

さて、第1図に示す装置は、こうした原理に基づくスケ
ールフアクタ安定化方法の一実施例を好適に実現する装
置として構成されたもので、同第1図に示される如く、
先に考察を施したジヤイロ部10と、該ジヤイロ部10の位
相変調器(PZT)4を駆動するための変調制御部20と、
同ジヤイロ部10のフオトダイオード5(通常Pinフオト
ダイオードが用いられる)を通じて光−電変換された電
気信号を所要に処理して角速度出力若しくは角度出力を
得るための信号処理部30と、上記光−電変換された信号
から更に上記原理で述べた直流項成分を取り出してスケ
ールフアクタ安定化のための上記原理に基づく所要の制
御を実行するスケールフアクタ制御部40と、の大きくは
4つの部分を有して構成される。
Now, the device shown in FIG. 1 is configured as a device that preferably realizes one embodiment of the scale factor stabilizing method based on such a principle, and as shown in FIG.
The gyro unit 10 considered previously, and the modulation control unit 20 for driving the phase modulator (PZT) 4 of the gyro unit 10,
The signal processing unit 30 for obtaining an angular velocity output or an angular output by processing the electric signal photoelectrically converted through the photo diode 5 (usually a Pin photo diode) of the gyro unit 10 as required, The scale factor controller 40, which extracts the DC term component described in the above principle from the electro-converted signal and executes the required control based on the above principle for stabilizing the scale factor, is roughly divided into four parts. Is configured.

このうち、変調制御部20は、前記(20)式にて示される
ような最適変調周波数f0のn倍の周波数の信号にf0を発
振出力する発振器21、この発振された信号にf0を受入し
て、最終的にこれを1/n分周する分周回路22、この分周
によつて上記周波数f0となつた信号の電圧(振幅値)
を、その制御端に加えられる制御指令CDに基づき可変増
幅するプログラマブル増幅器23、そしてこの可変増幅さ
れた信号を更に所要に増幅してジヤイロ部10の位相変調
器4に印加する出力増幅器24をそれぞれ具えて構成され
ている。このように、この変調制御部20は、上記プログ
ラマブル増幅器23を通じて、位相変調器4に印加する変
調電圧値を自在に制御することができるようになつてい
る。また、上記分周回路22を通じて分周された信号は、
信号処理部30にも与えられ、該信号処理部30において所
望信号成分を抽出(同期検波)する際の同期信号として
も利用される。
Among them, the modulation control unit 20, the (20) oscillator 21 the f 0 oscillates and outputs the optimum modulation n times the frequency of the signal of frequency f 0 as shown in formula, f 0 to the oscillator signal The frequency of the signal (amplitude value) of the signal that has been received and finally is divided by 1 / n, and the frequency f 0 is obtained by this frequency division.
, A programmable amplifier 23 that variably amplifies based on a control command CD applied to its control end, and an output amplifier 24 that further amplifies the variably amplified signal to a phase modulator 4 of the gyro unit 10, respectively. It is composed of As described above, the modulation control section 20 can freely control the modulation voltage value applied to the phase modulator 4 through the programmable amplifier 23. The signal divided by the frequency dividing circuit 22 is
It is also given to the signal processing unit 30, and is also used as a synchronization signal when the desired signal component is extracted (coherent detection) in the signal processing unit 30.

また、信号処理部30は、ジヤイロ部10のフオトダイオー
ド5を通じて光−電変換された電流IL(前記(15)式参
照)を電圧信号に変換するI/V(電流/電圧)コンバー
タ31、およびこの変換された電圧信号から上記分周回路
22による分周信号(同期信号)に基づいて例えばその基
本波成分(前記(15)式におけるJ1項の成分、詳しくは
同項「2 sin 2ΔθJ1(2mf sin γ)cos pt」項の増幅
値k1k22sin 2ΔθJ1(2mf sin γ)に相当する信号)を
抽出(同期検波)し、更にこの抽出信号に基づいてジヤ
イロ部10の角速度情報若しくはこれを時間積分して得ら
れる角度情報を出力する測定信号処理回路32、をそれぞ
れ具えて構成されている。因みにこの例のように、光−
電変換信号の基本波成分を抽出してその測定値(角速
度)出力とする場合、この特性は先の第4図(b)に示
した態様となる。
Further, the signal processing unit 30 includes an I / V (current / voltage) converter 31, which converts a current I L (see the formula (15)) photoelectrically converted through the photodiode 5 of the gyro unit 10 into a voltage signal, And the frequency dividing circuit based on the converted voltage signal
Based on the frequency-divided signal (synchronization signal) by 22, for example, the amplification of the fundamental wave component (J 1 component in the above equation (15), more specifically, “2 sin 2 Δθ J 1 (2mf sin γ) cos pt”) The signal corresponding to the value k 1 k 2 2sin 2 ΔθJ 1 (2mf sin γ)) is extracted (synchronous detection), and the angular velocity information of the gyro unit 10 or the angle information obtained by time integration of this is extracted based on this extracted signal. And a measurement signal processing circuit 32 for outputting By the way, like this example, light-
When the fundamental wave component of the electrical conversion signal is extracted and its measured value (angular velocity) is output, this characteristic is as shown in FIG. 4 (b).

そして、スケールフアクタ制御部40は、上記I/Vコンバ
ータ31による電圧変換信号から前記(15)式の直流項成
分「k1k2〔1+cos 2ΔθJ0(2mf sin γ)〕」に相当
する信号成分のみを抽出ろ波するローパスフイルタ41、
このろ波出力が位相変調器4による無変調時にある所定
の値に維持されるよう利得設定される増幅器42、この増
幅器出力を適宜の分解能にてデイジタル信号に変換する
A/D(アナログ/、デイジタル)コンバータ43、このA/D
変換出力に基づき以下に詳述する態様で上記プログラマ
ブル増幅器23に与える制御指令CDを演算出力する演算回
路(CPU)44、そしてこの演算回路44による上記の演算
に際し、先の原理でいうところの関数形サンプル値並び
に角速度出力として抽出所望とする成分を好適に得るた
めの変調深さ(例えば2mf sin γ=1.84)に関してこれ
を満足し得る位相変調器4への印加電圧値(より正確に
は、該電圧値が得られるためのプログラマブル増幅器23
への制御指令値)が記憶されるメモリ45、をそれぞれ具
えて構成されている。
Then, the scale factor control unit 40 outputs a signal corresponding to the DC term component “k 1 k 2 [1 + cos 2 ΔθJ 0 (2mf sin γ)]” of the equation (15) from the voltage conversion signal from the I / V converter 31. Low-pass filter 41 that extracts and filters only the components,
An amplifier 42 whose gain is set so that the filtered output is maintained at a predetermined value when not modulated by the phase modulator 4, and this amplifier output is converted into a digital signal with appropriate resolution.
A / D (analog / digital) converter 43, this A / D
An arithmetic circuit (CPU) 44 for arithmetically outputting the control command CD to be given to the programmable amplifier 23 in the mode described in detail below based on the converted output, and the above-mentioned arithmetic function by the arithmetic circuit 44. The sample voltage value and the applied voltage value to the phase modulator 4 (more accurately, as the angular velocity output) which can satisfy the modulation depth (for example, 2mf sin γ = 1.84) for obtaining a desired component appropriately. Programmable amplifier 23 for obtaining the voltage value
And a memory 45 for storing control command values).

以下に、上記プログラマブル増幅器23および演算回路44
を中心とした該例示装置全体としての動作について説明
する。
The programmable amplifier 23 and the arithmetic circuit 44 will be described below.
The operation of the exemplary apparatus as a whole will be described with reference to FIG.

まず、当該ジヤイロ部10の当該時点での位相変調特性
(関数形サンプル)を求めるための処理として、プログ
ラマブル増幅器23に対し、その位相変調用の出力交流電
圧を零から十分大きな値まで変化せしめるようなスキヤ
ン指令を、その制御指令CDとして与える。このスキヤン
指令は、外部の適宜な回路を通じて与えるようにしても
よいし、演算回路44内に予めプログラムされた指令とし
て該演算回路44を通じて与えるようにしてもよい。なお
このとき、変調指数mfの係数であるsin γの値は一定
(例えばsin γ=1)にしておく。こうした処理は、先
の第2図(a)における2mfの値を零から十分な大きさ
までスキヤンすることを意味し、これにより演算回路44
には、同第2図(a)に示される波形に対応してその関
数形(ジヤイロ部10の当該時点での位相変調特性)を示
す信号が、このスキヤンに伴つて順次取り込まれる。演
算回路44では、この取り込まれた信号(関数形)に基づ
き、当該関数形の極大値をもつ2mfの値、および極小値
をもつ2mfの値、それぞれ求めるとともに、同関数形に
おいて定まる収斂値と同関数形との交点に対応する2mf
の値から各々これら極大値および極小値に対応する2mf
の値までの比の値を求めて、これらを上記メモリ45に一
時記憶し、また特にその初期時には、更に上記極大値お
よび極小値に対応した2mfの値から、例えば2mf sin γ
=1.84といつた所望の位相変調深さが得られるための位
相変調器4への印加電圧値(正確には該電圧値が得られ
るためのプログラマブル増幅器23への制御指令値)を求
めて、これも同メモリ45に一時記憶する。
First, as a process for obtaining the phase modulation characteristic (functional sample) of the gyro unit 10 at that time, the programmable amplifier 23 is caused to change the output AC voltage for phase modulation from zero to a sufficiently large value. A simple scan command is given as the control command CD. This scanning command may be given through an appropriate external circuit, or may be given as a command preprogrammed in the arithmetic circuit 44 through the arithmetic circuit 44. At this time, the value of sin γ, which is the coefficient of the modulation index mf, is kept constant (for example, sin γ = 1). Such processing means scanning the value of 2mf in FIG. 2 (a) from zero to a sufficiently large value, whereby the arithmetic circuit 44
A signal showing its function form (the phase modulation characteristic of the gyro unit 10 at that time point) corresponding to the waveform shown in FIG. In the arithmetic circuit 44, the value of 2mf having the maximum value and the value of 2mf having the minimum value of the function form are respectively calculated based on the captured signal (function form), and the convergence value determined in the function form is obtained. 2mf corresponding to the intersection with the same function form
2mf corresponding to these maximum and minimum values, respectively.
Of the ratio up to the value of, and these are temporarily stored in the memory 45, and especially at the initial stage, from the value of 2mf corresponding to the maximum value and the minimum value, for example, 2mf sin γ
= 1.84 and the value of the voltage applied to the phase modulator 4 for obtaining the desired phase modulation depth (more precisely, the control command value to the programmable amplifier 23 for obtaining the voltage value), This is also temporarily stored in the memory 45.

こうしてジヤイロ部10の当該時点での位相変調特性に基
づく制御値(プログラマブル増幅器23に対する制御指令
値)が決定されると、次に、この決定された制御値に基
づいて位相変調器4が駆動され、これにう基づいて同ジ
ヤイロ部10および上記信号処理部30を通じた角速度の測
定処理が実行される。すなわちこれにより、当該時点で
のある何らかの角速度出力が得られることとなる。
In this way, when the control value (control command value for the programmable amplifier 23) based on the phase modulation characteristic of the gyro unit 10 at that time is determined, the phase modulator 4 is driven based on the determined control value. Based on this, the angular velocity measurement process through the gyro unit 10 and the signal processing unit 30 is executed. That is, as a result, some angular velocity output at that time is obtained.

こうして1つの角速度出力が得られると、再び上記プロ
グラマブル増幅器23にスキヤン指令が与えられて、上記
同様の位相変調特性の抽出並びに該抽出特性に基づく制
御値の決定動作が繰り返される。ただしこの2度目以降
の制御値の決定に際し、上記演算回路44では、上記求め
られる比の値を監視して、これが維持されている場合、
すなわち今回抽出された関数形と前回の関数形とが相似
である旨判断される場合には、上記メモリ45に格納され
ている制御値についてもこれを前回の値に維持し、同比
の値が異なつている場合にのみ、この制御値の更新を行
なう。
When one angular velocity output is obtained in this way, a scan command is given to the programmable amplifier 23 again, and the same phase modulation characteristic extraction and control value determination operation based on the extracted characteristic are repeated. However, when determining the control value for the second time and thereafter, the arithmetic circuit 44 monitors the value of the obtained ratio, and if this is maintained,
That is, when it is determined that the function form extracted this time is similar to the previous function form, the control value stored in the memory 45 is maintained at the previous value and the same ratio value is obtained. This control value is updated only when there is a difference.

こうして制御値が更新された場合、次に実行される角速
度の測定処理も、この更新された内容に対応した位相変
調電圧(2mf)に基づいてなされることとなる。したが
つて、上記演算回路44を通じて、都度採取される関数形
の相似条件が満足される方向で、上記制御値(位相変調
電圧2mf)が更新されるものとすれば、この測定処理に
際して出力される角速度の値も、常に同一深さの位相変
調条件に基づく再現性の良いものとなる。勿論このとき
であれ、上記予め定めた例えば2mf sin γ=1.84といつ
た条件は満足されている。これは、上記制御値(位相変
調電圧2mf)の更新によつて、位相変調器4に巻回され
た光フアイバの伸縮等の変動が吸収されていることに外
ならない。
When the control value is updated in this way, the angular velocity measurement process to be executed next is also performed based on the phase modulation voltage (2 mf) corresponding to this updated content. Therefore, if the control value (phase modulation voltage 2 mf) is updated through the arithmetic circuit 44 in the direction in which the similar condition of the function type sampled each time is satisfied, it is output in this measurement process. The values of the angular velocities are always reproducible based on the phase modulation conditions of the same depth. Of course, even at this time, the predetermined condition of, for example, 2 mf sin γ = 1.84 is satisfied. This is no different from the fact that the updating of the control value (phase modulation voltage 2 mf) absorbs variations such as expansion and contraction of the optical fiber wound around the phase modulator 4.

このように、この装置では、位相変調電圧2mfのスキヤ
ンをはじめとする制御値決定までの処理と、この決定さ
れた制御値に基づく角速度測定処理とを、交互に実行す
ることによつて、都度の測定値(角速度出力)の再現性
向上を図るようにしている。これはコンピユータによる
処理を想定したもので、実際には、上記各処理毎に5m
S、すなわち10mSを単位としたサイクルでの処理が可能
である。
As described above, in this device, the processing up to the control value determination including the scan of the phase modulation voltage 2mf and the angular velocity measurement processing based on the determined control value are alternately performed, thereby performing The reproducibility of the measured value (angular velocity output) is improved. This is based on the assumption that the processing will be performed by a computer.
It is possible to process in a cycle of S, that is, 10 mS.

なお、上記の例では(2mf sin γ)のうち、sin γにつ
いてはこれを一定に保ち、2mfの値についてのみこれを
積極的に制御することで、該(2mf sin γ)の値を一定
に保つ場合について述べたが、先の原理にても述べたよ
うに、この(2mf sin γ)の値を一定とするには、sin
γの値の方を積極的に制御するようにしても勿論よい。
ただし実用上は、このsin γは、零から1までの値しか
とれないため、所要の制御範囲を得るためには、位相変
調器(PZT)4に加える電圧、すなわち2mfの値を十分に
大きくしておく必要がある。このsin γの制御が、位相
変調周波数f0の制御であることは前述した通りである。
In the above example, of (2mf sin γ), the value of sin γ is kept constant, and the value of (2mf sin γ) is kept constant by positively controlling it only for the value of 2mf. Although the case of keeping is described, as described in the previous principle, to keep the value of (2mf sin γ) constant, sin
Of course, the value of γ may be positively controlled.
However, in practice, this sin γ can take only a value from 0 to 1, so in order to obtain the required control range, the voltage applied to the phase modulator (PZT) 4, that is, the value of 2mf, is sufficiently large. You need to do it. As described above, the control of sin γ is the control of the phase modulation frequency f 0 .

また上記の実施例では、フオトダイオード5による光−
電変換出力のうちの基本波成分、すなわちJ1項のみを抽
出することを想定して、上記(2mf sin γ)の値を(1.
84)に選ぶことが、その振幅を最大にもつていく上で好
ましい旨説明したが、他に例えば、同光−電変換出力か
らJ1項およびJ2項の2つの成分(前記(15)式参照)を
抽出し用いるような場合には、それぞれの(2mf sin
γ)の値を(2.4)付近に選ぶことが、それぞれその振
幅値を同等のものとし、かつ直流項成分(J0項)を最小
とする上で有効であることが、第1種ベツセル関数から
明らかである。したがつてこのような場合には、前記所
望の位相変調深さを得るために選ばれる該(2mf sin
γ)の値も(2.4)付近に設定されることが好ましい。
なお、このようにJ1項およびJ2項の2つの成分を抽出す
ることは、こうした光フアイバジヤイロの測定レンジを
拡大せしめる上で有効であり、また更には、これら成分
からtan成分およびcot成分を演算するようにして、測定
レンジの拡大に併わせた雑音成分の相殺除去を図る上で
も有効である。ただし、この発明にかかるスケールフア
クタ安定化方法が、こうしたいわば測定信号処理回路32
の構成によつて限定されるものではないことは勿論であ
る。
Further, in the above-mentioned embodiment, the light by the photodiode 5 is
Assuming that only the fundamental wave component of the electrical conversion output, that is, the J 1 term is extracted, the value of (2mf sin γ) above is (1.
It has been explained that it is preferable to select 84) in order to bring the amplitude to the maximum, but other than that, for example, from the photoelectric conversion output, two components of J 1 term and J 2 term ((15) above) When extracting and using (expression), each (2mf sin
It is effective to choose the value of γ) near (2.4) in order to make the amplitude values equivalent and to minimize the DC term component (J 0 term). Is clear from. Therefore, in such a case, the (2mf sin) selected to obtain the desired phase modulation depth is
The value of γ) is also preferably set near (2.4).
Extracting the two components J 1 and J 2 in this way is effective in expanding the measurement range of such an optical fiber gyroscope, and further, the tan and cot components are extracted from these components. The calculation is also effective in canceling and eliminating the noise component accompanying the expansion of the measurement range. However, the scale factor stabilizing method according to the present invention is not limited to the measurement signal processing circuit 32.
It goes without saying that the configuration is not limited.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、この発明にかかる光フアイバジヤ
イロのスケールフアクタ安定化方法によれば、位相変調
に際して生じる各種不安定要素が良好に吸収されて、い
かなる場合も均一した位相変調深さが得られるようにな
る。そしてその結果、各速度出力として抽出される任意
成分の信号の再現性も著しく向上されることとなる。
As described above, according to the scale factor stabilizing method for an optical fiber gyroscope according to the present invention, various unstable elements generated during phase modulation are well absorbed, and a uniform phase modulation depth can be obtained in any case. Like As a result, the reproducibility of the signal of the arbitrary component extracted as each speed output is significantly improved.

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

第1図はこの発明にかかる光フアイバジヤイロのスケー
ルフアクタ安定化方法の一実施例についてこれを実現す
る装置の一例を示すブロツク図、第2図はこの発明の原
理として関数形の相似性を説明するための線図、第3図
は従来の位相変調方式光フアイバジヤイロの一例を示す
ブロツク図、第4図は位相変調を施さない場合と位相変
調を施す場合とで光フアイバジイヤロの動作特性を対比
して示す線図である。 1……ビーム発生器、2a,2b……光カプラ、3……光フ
アイバループ、4……位相変調器、5……フオトダイオ
ード、21……発振器、22……分周回路、23……プログラ
マブル増幅器、31……I/Vコンバータ、32……測定信号
処理回路、41……ローパスフイルタ、42……増幅器、43
……A/Dコンバータ、44……演算回路、45……メモリ。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a device for realizing an embodiment of a method for stabilizing a scale factor of an optical fiber gyroscope according to the present invention, and FIG. 2 is an explanation of functional similarity as a principle of the present invention. Fig. 3 is a block diagram showing an example of a conventional phase modulation type optical fiber gyro, and Fig. 4 compares the operational characteristics of the optical fiber gyro with and without phase modulation. FIG. 1 ... Beam generator, 2a, 2b ... Optical coupler, 3 ... Optical fiber loop, 4 ... Phase modulator, 5 ... Photodiode, 21 ... Oscillator, 22 ... Dividing circuit, 23 ... Programmable amplifier, 31 …… I / V converter, 32 …… Measurement signal processing circuit, 41 …… Low-pass filter, 42 …… Amplifier, 43
…… A / D converter, 44 …… Arithmetic circuit, 45 …… Memory.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ビームスプリツタを介して2分した光ビー
ムを光フアイバループの両端から入射せしめるととも
に、これら入射光の該光フアイバループによる各伝搬光
に位相変調を施しつつ、これら伝搬光を再びビームスプ
リツタを介して同一光路に導き、これら導かれた光のサ
グナツク効果に基づく干渉光を前記光フアイバループの
ループ方向回転情報としてフオトデイテクタを通じて光
−電変換抽出する光フアイバジヤイロにおいて、 前記位相変調に際しての変調深さ決定に寄与する位相変
調電圧、若しくは位相変調周波数を適宜にスキヤンしつ
つ、前記光−電変換出力からその特定の波形成分を取り
出してこの関数形を求める第1の手順と、この求めた関
数形に基づいて、所望とする位相変調深さを得るための
変調指数とその係数との積の値に対応した位相変調電
圧、若しくは位相変調周波数を求める第2の手順と、こ
れら第1、および第2の手順の実行の都度、前回求めら
れた前記位相変調電圧、若しくは位相変調周波数の値を
参照して、前記変調指数とその係数との積の値が一定に
保たれるよう、前記位相変調電圧、若しくは位相変調周
波数を制御する第3の手順とを備えたことを特徴とする
光フアイバジヤイロのスケールフアクタ安定化方法。
1. A light beam divided into two parts via a beam splitter is made to enter from both ends of an optical fiber loop, and the respective propagating lights of the incident light are phase-modulated while propagating the propagating lights. In the optical fiber gyro which again guides to the same optical path via the beam splitter and interfering light based on the Sagnac effect of the guided light is photo-electrically converted and extracted through the photo detector as the loop direction rotation information of the optical fiber loop, the phase modulation A first procedure for obtaining this functional form by extracting the specific waveform component from the photoelectric conversion output while appropriately scanning the phase modulation voltage or the phase modulation frequency that contributes to the determination of the modulation depth. Based on the obtained function form, the product of the modulation index and its coefficient to obtain the desired phase modulation depth. Of the phase modulation voltage or phase modulation frequency corresponding to the value of, and each time the first and second procedures are executed, the value of the previously obtained phase modulation voltage or phase modulation frequency. And a third procedure for controlling the phase modulation voltage or the phase modulation frequency so that the value of the product of the modulation index and its coefficient is kept constant. A method for stabilizing the scale factor of a fizzy gyro.
【請求項2】前記光−電変換出力から取り出される特定
の波形成分は、直流項成分であることを特徴とする請求
項1記載の光フアイバジヤイロのスケールフアクタ安定
化方法。
2. The method for stabilizing a scale factor of an optical fiber gyro according to claim 1, wherein the specific waveform component extracted from the photoelectric conversion output is a DC component.
【請求項3】前記第1乃至第3の手順は、前記光−電変
換出力に基づく角速度測定値が演算出力される毎に、こ
れに先だつて実行されることを特徴とする請求項2記載
の光フアイバジヤイロのスケールフアクタ安定化方法。
3. The method according to claim 2, wherein the first to third procedures are executed in advance every time an angular velocity measurement value based on the photoelectric conversion output is calculated and output. Stabilization method for scale factor of optical fiber gyro.
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