Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Thomson-CSF/A19850805Elc018.shtml

Дешевый волоконно-оптический гироскоп высокой точности

Метод цифровой обработки сигналов, достаточно широко использующийся в радиолокационной аппаратуре, может способствовать созданию волоконно-оптических гироскопов для применений, где требуется максимальная точность. Этот метод, получивший название метода цифровой обработки по фазе пилообразного сигнала1{Digital phase-ramp processing}, используется сейчас инженерами фирмы Thomson-CSF для создания волоконно-оптического гироскопа.

Центральная научно-исследовательская лаборатория этой фирмы (близ Парижа), работающая совместно с ее отделением General Aviation, ничего не сообщила о сроках выпуска серийного изделия. Однако Хервё Лефевр, руководитель отдела разработки волоконно-оптических датчиков лаборатории, полагает, что новые гироскопы в производстве будут во много раз дешевле, чем лазерные гироскопы с их вакуумными резонаторами и полированными зеркалами. По его мнению, цена разрабатываемого волоконно-оптического гироскопа при серийном производстве может упасть ниже 1000 долл.

Гироскоп фирмы Thomson имеет объем всего 0,1 дм3, что более чем в два раза меньше большинства разрабатываемых сейчас волоконно-оптических гироскопов и значительно меньше лазерных гироскопов. Кроме того, уход нового гироскопа, по утверждению фирмы, не превышает 0,3°/ч при динамическом диапазоне 1000°/ч. Такая точность вполне достаточна для большинства прецизионных авиационно-космических и военных применений.

Работа волоконно-оптического гироскопа фирмы Thomson, так же как и других аналогичных приборов, основана на том, что вращательное движение оказывает влияние на фазу светового луча, а в качестве среды или резонатора, в котором распространяется свет, используется катушка из оптического волокна. Для объединения всех необходимых компонентов в систему фирма Thomson реализует принцип интегральной оптики, соединяя катушку оптического волокна с лазерным источником света и фотодетектором при помощи плоской оптической интегральной схемы с одномодовыми световодами.

Оптическая ИС расщепляет луч света от источника и осуществляет рекомбинацию двух результирующих лучей после того, как они пройдут через волоконную катушку. Вначале фирма применяла ИС со вторым устройством связи для присоединения источника света и детектора, однако затем было установлено, что задачу лучше решать, используя отдельное устройство связи.

В обычном волоконно-оптическом гироскопе вращение обнаруживается по разности фаз волн света в двух пучках после их прохождения по катушке. Недостаток метода состоит в том, что сигнал имеет синусоидальную характеристику, которая подвержена влиянию внешних факторов, таких, как температура и мощность излучения, падающего на детектор. Поэтому упомянутые аналоговые системы обладают невысокой стабильностью и линейностью.

Для решения указанной проблемы фирма Thomson исследует метод цифровой обработки по фазе пилообразного сигнала, для реализации которого на поверхности оптической ИС формируются широкополосные модуляторы, которые генерируют пилообразный сигнал с периодом, равным времени распространения излучения по волоконной катушке.

Детектор и связанная с ним электронная схема работают в замкнутом контуре. Когда pin-диод обнаруживает разность между временем распространения и периодом сигнала, схема подстраивает модулятор так, чтобы оба периода стали равными.

Замкнутый контур. В гироскопе фирмы Thomson используется метод цифровой обработки по фазе пилообразного сигнала, позволяющий реализовать работу детект
Замкнутый контур. В гироскопе фирмы Thomson используется метод цифровой обработки по фазе пилообразного сигнала, позволяющий реализовать работу детектора и его электронной схемы в замкнутом контуре.

Замкнутый контур. Постоянно подстраивая модуляцию таким образом, детектор выдает информацию о моменте вращения гироскопа в зависимости от изменения периода сигнала при различных временах распространения. Поскольку система представляет собой замкнутый контур, все проблемы нестабильности устраняются (например, те, которые обусловлены изменениями температуры), равно как и трудности с линейностью, снижающие точность [No.31, pp.20,22].

Роберт Т. Галлахер

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 58, No.16 (723), 1985г - пер. с англ. М.: Мир, 1985, стр.30

Electronics Vol.58 No.30 July 29, 1985 A McGraw-Hill Publication

Electronics Vol.58 No.31 August 05, 1985 A McGraw-Hill Publication

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Военная электроника





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Thomson-CSF/A19850805Elc018.shtml