Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано при конструировании волоконно-оптических гироскопов и других волоконных датчиков физических величин на основе кольцевого оптоволоконного интерферометра.
Волоконно-оптический гироскоп содержит в своем составе кольцевой интерферометр и электронный блок обработки информации. Кольцевой интерферометр содержит источник оптического излучения, первый волоконный разветвитель, поляризатор, второй волоконный разветвитель, широкополосный фазовый модулятор и волоконную чувствительную катушку. Луч света от источника оптического излучения поступает вначале на вход первого волоконного разветвителя, делится им на два луча, один из которых поступает на вход поляризатора, ось пропускания которого совпадает с одной из двух осей двулучепреломления световода второго разветвителя, сохраняющего за счет наведенного в нем двулучепреломления состояние поляризации оптического излучения. Луч света вторым разветвителем делится на два луча одинаковой интенсивности. Эти два луча проходят затем в двух взаимно противоположных направлениях фазовый модулятор и световод чувствительной катушки волоконно-оптического гироскопа. Пройдя фазовый модулятор и чувствительную катушку, лучи снова поступают на второй разветвитель и смешиваются им. Два смешанных луча проходят в обратном направлении поляризатор, первый волоконный разветвитель и попадают на фотоприемник, образуя на нем интерференционную картину.
Мощность оптического излучения на фотоприемнике можно представить следующим образом:
где P0 - мощность интерферирующих на фотоприемнике лучей;
φ S - разность фаз между лучами кольцевого интерферометра, вызванная эффектом Саньяка.
Для разности фаз Саньяка между лучами кольцевого интерферометра справедливо следующее соотношение:
где R - радиус чувствительной волоконной катушки гироскопа;
L - длина световода катушки гироскопа;
λ - длина волны излучения источника;
с - скорость света в вакууме;
Ω (t) - угловая скорость вращения гироскопа.
Наиболее распространенным способом обработки сигнала фотоприемника кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа является компенсационный метод считывания разности фаз Саньяка, который заключается во введении в оптическую схему кольцевого интерферометра так называемого элемента оптической обратной связи, с помощью которого и осуществляется обнуление разности фаз Саньяка. В самом общем виде электронный блок обработки информации содержит [1] демодулятор, генератор вспомогательной фазовой модуляции, фильтр, на вход которого поступает сигнал с демодулятора, после фильтра сигнал поступает на усилитель и далее на блок управления элементом оптической обратной связи. Выходом гироскопа служит сигнал, поступающий с блока управления на элемент оптической обратной связи.
Для повышения чувствительности кольцевого интерферометра гироскопа к вращению используется вспомогательная модуляция разности фаз лучей кольцевого интерферометра. Классическим способом введения фазовой модуляции лучей является подача на фазовый модулятор импульсов напряжения, следующих с частотой f0=(1/2τ ), где τ - время пробега светового луча по световоду чувствительной катушки гироскопа. В этом случае на выходе демодулятора наблюдается сигнал вида:
где Gдем - коэффициент усиления демодулятора;
ФМ - амплитуда фазовой модуляции лучей кольцевого интерферометра;
φ f(t) - разность фаз лучей кольцевого интерферометра, вносимая элементом оптической обратной связи.
Наиболее часто в качестве элемента оптической обратной связи используется широкополосный интегрально-оптический фазовый модулятор, а сигнал, поступающий на него с блока управления, представляет из себя цифровую ступенчатую пилу, формируемую с помощью специального генератора напряжения. Напряжение в виде ступенчатой пилы, подаваемое на фазовый модулятор, имеет пиковое значение напряжения UП, частоту f(t), высоту каждой ступеньки по напряжению Uсm и длительность каждой ступеньки τ , выбираемой равной времени пробега светового луча по световоду чувствительной катушки гироскопа. В этом случае для компенсирующей разность фаз Саньяка разности фаз φ f(t) и величины масштабного коэффициента гироскопа справедливы соотношения:
где η - эффективность фазового модулятора;
n - показатель преломления материала световода.
Стабильность масштабного коэффициента, как видно из выражения (5), зависит от произведения UПη. Дело в том, что при воздействии на волоконно-оптический гироскоп внешних дестабилизирующих факторов, например изменений температуры окружающей среды, изменяется эффективность фазового модулятора и произведение UПη≠2π радиан. При достижении ступенчатым пилообразным напряжением своего пикового значения должен происходить сброс напряжения до некоторого уровня. Величина сброса напряжения должна точно соответствовать величине изменения фазы лучей, равной 2π радиан, в противном случае возникают ошибки в определении угловой скорости. Для поддержания произведения UПη=2π радиан в электронном блоке обработки информации предусматривается второй контур обратной связи. Для организации второй петли обратной связи в электронном блоке обработки информации используется, как правило, более сложная форма напряжения вспомогательной фазовой модуляции. Одним из основных условий к способу фазовой модуляции лучей кольцевого интерферометра гироскопа является то, что он должен обеспечивать амплитуду вспомогательной фазовой модуляции в широком диапазоне от π /2 радиан до 0,95π радиан. Дело в том, что в волоконно-оптических гироскопах среднего класса точности используются источники излучения с выходной мощностью на конце отрезка одномодового световода ~500 мкВт с относительной шириной линии излучения (Δ λ /λ )~25· 10-3 и уровень чувствительности гироскопа в этом случае определяется уровнем дробовых шумов фотопрнемннка и тепловыми шумами предварительного усилителя фотоприемника. Выражение для минимально-обнаруживаемой скорости вращения по уровню дробовых и тепловых шумов имеют следующий вид:
где h - постоянная Планка;
k - постоянная Больцмана;
Т - температура в градусах Кельвина;
Rн - нагрузочное сопротивление предусилителя фотоприемника;
е - заряд электрона;
IT - темновой ток фотоприемника;
В - полоса пропускания схемы обработки информации с фотоприемника кольцевого интерферометра.
Как видно из выражений (6) и (7) при выборе амплитуды ФM вспомогательной фазовой модуляции больше 0,5π радиан, чувствительность гироскопа по уровню дробовых шумов возрастает, а чувствительность по уровню тепловых шумов ухудшается. На практике в этих случаях амплитуда вспомогательной фазовой модуляции должна выбираться в районе 0,5π радиан.
В высокоточных волоконно-оптических гироскопах используются источники оптического излучения с высокой выходной мощностью ~5↔ 10 мВт и в этом случае чувствительность волоконно-оптического гироскопа определяется уровнем шумов источника излучения:
где Δ λ - ширина линии излучения источника.
При достаточно высокой мощности источника излучения уровень дробовых и тепловых шумов более чем на порядок меньше шумов источника излучения и поэтому увеличение амплитуды вспомогательной фазовой модуляции является достаточно эффективным средством увеличения чувствительности волоконно-оптического гироскопа. Только за счет увеличения амплитуды вспомогательной фазовой модуляции с 0,5π радиан до 0,9π радиан удается повысить чувствительность гироскопа в 6.3 раза.
Как отмечалось выше, для организации второго контура обратной связи в электронном блоке обработки информации для стабилизации произведения UПηна уровне 2π радиан для вспомогательной фазовой модуляции используется напряжение усложненной формы, для получения сигнала рассогласования, выделяемого вторым демодулятором.
Известен способ [1] вспомогательной фазовой модуляции с помощью импульсов положительной и отрицательной полярности с частотой f0=(1/2τ ) и с помощью которых осуществляется вспомогательная фазовая модуляция с амплитудой π /2 радиан (импульсы положительной полярности) и 3π /2 рад (импульсы отрицательной полярности). Разность амплитуд положительных и отрицательных импульсов соответствует таким образом напряжению, вносящему с помощью фазового модулятора сдвиг фаз лучей, равный 2π радиан. При несоответствии разности напряжений импульсов положительной полярности и импульсов отрицательной полярности напряжению, вносящему сдвиг фаз 2π радиан, на выходе второго демодулятора появляется сигнал рассогласования. В этом случае происходит изменение амплитуды напряжения импульсов положительной и отрицательной полярности таким образом, чтобы сигнал рассогласования на выходе второго демодулятора обращался в нуль. В таком установившемся режиме разность амплитуд напряжений импульсов положительной и отрицательной полярности точно соответствует напряжению U2π , которое с помощью фазового модулятора вносит сдвиг фаз лучей кольцевого интерферометра, равный 2π радиан. Напряжение U2π используется для определения зоны сброса заднего фронта компенсирующей фазовой пилы. В установившемся режиме вспомогательной фазовой модуляции рабочие точки кольцевого интерферометра находятся симметрично относительно точек ±π кривой косинуса разности фаз лучей (соотношение (1)). При импульсах напряжения положительной полярности рабочие точки находятся в точках ±(π /2) радиан косинусной кривой, при импульсах отрицательной полярности они находятся в точках 
радиан косинусной кривой. При нарушении симметрии расположения рабочих точек относительно точек ±π радиан появляется сигнал рассогласования на выходе второго демодулятора. Недостатком известного способа фазовой модуляции является то, что частота полезного сигнала о вращении является достаточно высокой, что, в конечном счете, приводит к увеличению габаритов электронного блока и энергопотребления. Другим недостатком известного способа является то, что сигнал вспомогательной фазовой модуляции, поступающий на фазовый модулятор, имеет ту же частоту и вид, что и полезный сигнал, несущий информацию о вращении. В результате в электронном блоке возникают перекрестные электронные помехи, которые приводят к ошибкам в измерении угловой скорости и возникновению зоны нечувствительности гироскопа при малых угловых скоростях. При использовании в высокоточных гироскопах, где используются источники оптического излучения с большой выходной мощностью, амплитуда вспомогательной фазовой модуляции ±(π /2) радиан и 
радиан не является оптимальной для получения максимальной чувствительности гироскопа. В работе [2] предложена фазовая модуляция импульсами положительной и отрицательной полярности ступенчатой формы. Это позволяет снизить частоту обработки сигнала о вращении, что является несомненно положительным моментом. Рабочие точки гироскопа в этом случае также располагаются симметрично относительно точек ±π радиан косинусной кривой интенсивности лучей на фотоприемнике в зависимости от разности фаз между ними, но отличие от предыдущего случая предложено выбирать амплитуду фазовой модуляции в виде ±(π -Δ ) радиан и 
, величина Δ выбирается в диапазоне 0,05π радиан ≤ Δ ≤ 0,95π радиан, что позволяет увеличить чувствительность волоконно-оптического гироскопа при использовании в нем источников оптического излучения с большой выходной мощностью. При любом выборе Δ в указанном выше диапазоне разность напряжений ступенчатого импульса положительной полярности и импульса отрицательной полярности равна 2π n радиан, где n - количество ступенек в импульсах напряжения фазовой модуляции и может быть использовано при определении зоны сброса заднего фронта компенсирующей фазовой пилы. Но предложенный способ фазовой модуляции не решает проблемы возникновения в электронном тракте перекрестных помех, приводящих к ошибкам в определении угловой скорости и зоне нечувствительности в гироскопе при малых угловых скоростях.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу фазовой модуляции является способ фазовой модуляции, описанный в [3]. Фазовая модуляция осуществляется с помощью ступенчатых пилообразных импульсов с длительностью каждой ступеньки, равной времени пробега светового луча по световоду чувствительной катушки гироскопа. Период следования ступенчатых импульсов составляет T0, в первую половину которого импульсы по переднему фронту имеют n ступенек, а по заднему - m ступенек, а во вторую половину периода T0 импульсы зеркально отображаются. Количество импульсов на периоде T0 составляет величину 2k, где k - любое целое положительное число больше единицы. С помощью этих импульсов разность фаз лучей кольцевого интерферометра представляет собой импульсную последовательность с периодом Т0, в первую половину которого одинаковое количество чередующихся импульсов с амплитудами разности фаз -(π -Δ ) радиан и +(π +Δ ) радиан, а во второй половине периода содержится также одинаковое количество чередующихся импульсов с амплитудами разности фаз -(π +Δ ) радиан и +(π -Δ ) радиан. Во вторую часть периода t0 импульсы разности фаз также представляют собой зеркальное отображение импульсов разности фаз первой половины периода T0, как и импульсы ступенчатого пилообразного напряжения, с помощью которых осуществляется фазовая модуляция. Известный способ [3] решает проблему устранения перекрестных помех в электронном блоке обработки информации, так как сигнал, несущий информацию о вращении, имеет частоту fc=1/T0 и при детектировании напряжения, подаваемого на фазовый модулятор, ошибки в определении угловой скорости не возникает и, следовательно, также отсутствует зона нечувствительности гироскопа при малых угловых скоростях. Частота обработки сигнала вращения может быть выбрана любой путем изменения количества импульсов 2k на периоде T0 модуляции.
Недостатком известного способа [3] фазовой модуляции является относительно небольшая амплитуда вспомогательной фазовой модуляции, что не позволяет достигать максимальной чувствительности волоконно-оптического гироскопа в случае использования источников оптического излучения с большой выходной мощностью. Амплитуда вспомогательной фазовой модуляции равна 2nπ /(n+m) радиан и максимальное ее значение 2π /3 достигается при n=2, m=1. Другим недостатком известного способа фазовой модуляции лучей кольцевого интерферометра является то, что импульсы напряжения, которые подаются на фазовый модулятор, не содержат в явном виде напряжения U2π , при подаче которого на фазовый модулятор фаза лучей изменится на 2π радиан, что существенно усложняет задачу определения пределов сброса заднего фронта компенсирующей фазовой пилы. Эта информация в известном способе может быть получена, но при усложнении электронной схемы обработки информации волоконно-оптического гироскопа.
Целью настоящего изобретения является повышение чувствительности волоконно-оптического гироскопа и увеличение стабильности его масштабного коэффициента.
Указанная цель достигается тем, что значения m и n выбирают из ряда любых целых положительных ненулевых чисел; величину (выбирают в диапазоне значений 0,05π радиан ≤ Δ ≤ 0,95π радиан, в том числе 
может принимать дискретный ряд значений
но при этом k≥ 2.
Увеличение чувствительности волоконно-оптического гироскопа достигается за счет увеличения амплитуды вспомогательной фазовой модуляции, которая позволяет снизить влияние шумов источника оптического излучения на чувствительность гироскопа. Увеличение стабильности масштабного коэффициента достигается за счет того, что при выборе Δ =(k(n-m)-n+2)/(k(n+m)-n)· π радиан, причем k≥ 2, разность максимального напряжения и минимального уровня напряжения в импульсной последовательности напряжения, которое используется для фазовой модуляции, соответствует напряжению U2π и может быть использована для определения пределов сброса заднего фронта компенсирующей фазовой пилы.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 показана структурная схема волоконно-оптического гироскопа. На фиг.2 показан пример осуществления вспомогательной фазовой модуляции ступенчатыми импульсами напряжения с параметрами n=2, m=1, k=3. На фиг.3 показан пример осуществления вспомогательной фазовой модуляции с параметрами n=1, m=1, k=3 импульсами, амплитуда которых изменяется в пределах напряжения U2π и соответствующий этому напряжению, поданному на фазовый модулятор, закон изменения разности фаз лучей кольцевого интерферометра. На фиг.4 показан принцип формирования полезного сигнала вращения гироскопа. На фиг.5 показан принцип формирования сигнала рассогласования, который выделяется вторым демодулятором.
Волоконно-оптический гироскоп (фиг.1) содержит кольцевой интерферометр и электронный блок обработки информации. Кольцевой интерферометр состоит из источника излучения 1, первого волоконного разветвителя 2, многофункциональной интегрально-оптической схемы 3, волоконной чувствительной катушки 4, фотоприемника 5 и предусилителя тока фотоприемника 6. В волоконно-оптических гироскопах среднего класса точности в качестве источника излучения используются суперлюминесцентные полупроводниковые диоды, состыкованные с отрезком одномодового световода. В высокоточных гироскопах в качестве источника излучения получили наибольшее распространение волоконные флюоресцентные источники оптического излучения на основе активированных световодов. Основными достоинствами таких источников являются высокая стабильность длины волны излучения и большая выходная мощность. Большая выходная мощность необходима для получения максимальной чувствительности к вращению гироскопа, а высокая стабильность длины волны обеспечивает высокую стабильность масштабного коэффициента.
Первый волоконный разветвитель изготавливается с использованием двух отрезков одномодовых световодов по стандартной тянуто-сплавной технологии. Многофункциональная интегрально-оптическая схема содержит в своем составе Y-разветвитель, канальные волноводы которого выполняются в подложке ниобата лития по протонно-обменной технологии. Канальные волноводы, сформированные по протонно-обменной технологии, являются однополяризационными. На выходных плечах Y-делителя формируются два фазовых модулятора путем нанесения по обе стороны канальных волноводов металлических электродов, два из которых обычно объединяются проводником [4]. При подаче на электроды электрического напряжения в материале канальных волноводов возникает электрическое поле, под воздействием которого изменяется показатель преломления канального волновода, так как ниобат лития обладает электрооптическим эффектом. При изменении показателя преломления материала канального волновода происходит изменение фазы оптического луча, проходящего но канальному волноводу. Объединение электродов производится для уменьшения влияния паразитной модуляции мощности проходящих по канальным волноводам оптических лучей на сигнал волоконно-оптического гироскопа. Таким образом, многофункциональная интегрально-оптическая схема объединяет в себе функции поляризатора, второго делителя оптической мощности в кольцевом интерферометре и широкополосного фазового модулятора. Волоконная чувствительная катушка содержит световод, сохраняющий линейное состояние поляризации излучения, длина которого зависит от класса точности волоконно-оптического гироскопа. Световод катушки обычно наматывается на несущий каркас, который обеспечивает строгую ориентацию оси чувствительности гироскопа и пропитывается специальным компаундом для повышения устойчивости световода в смысле возникновения в нем фазовой невзаимности лучей в условиях воздействия внешних дестабилизирующих факторов. В качестве фотоприемника используются p-i-n-фотодиоды, обладающие достаточно высокой чувствительностью, малой емкостью и малым темновым током.
На электроды интегрально-оптического фазового модулятора подается импульсное напряжение, вырабатываемое генератором 7, сигнал вращения гироскопа выделяется демодулятором 8. При изменении эффективности фазового модулятора при воздействии дестабилизирующих факторов демодулятор 9 выделяет сигнал рассогласования, которым с помощью блока управления 10 происходит подстройка параметров импульсов напряжения, с помощью которого осуществляется вспомогательная фазовая модуляция лучей кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа.
Для компенсации разности фаз Саньяка используется пилообразное ступенчатое напряжение, вырабатываемое генератором 11. Частота пилообразного ступенчатого напряжения управляется с помощью блока управления 12 выходным напряжением первого демодулятора. Выходным сигналом гироскопа является частота ступенчатого пилообразного напряжения. Таким образом, в электронном блоке обработки информации предусмотрено две петли обратной связи, первая из которых осуществляет подстройку частоты ступенчатого пилообразного напряжения, а вторая петля обратной связи подстраивает параметры импульсного напряжения, с помощью которого осуществляется вспомогательная фазовая модуляция в кольцевом интерферометре гироскопа. Подстройка параметров напряжения фазовой модуляции необходима для получения информации о величине напряжения, вносящего изменение фазы лучей на 2π радиан, которое используется для определения зоны сброса заднего фронта ступенчатого пилообразного напряжения, с помощью которого осуществляется компенсация разности фаз Саньяка в кольцевом интерферометре гироскопа.
На фиг.2 показана в качестве примера последовательность ступенчатых пилообразных импульсов напряжения, с помощью которых осуществляется фазовая модуляция лучей кольцевого интерферометра. Период следования импульсов T0. В первую половину периода формируется последовательность из k импульсов (k=3), каждый из которых содержит по переднему фронту n ступенек (n=2), а по заднему - m ступенек (m=1). Во вторую половину периода T0 эти импульсы зеркально отражены. Кривой 14 описывается закон модуляции разности фаз лучей кольцевого интерферометра при подаче на фазовый модулятор вышеуказанной последовательности ступенчатых пилообразных импульсов напряжения. Перепад напряжения в ступеньках по переднему фронту импульсов вносит разность фаз лучей 
радиан, а перепад напряжения в ступеньках по заднему фронту импульсов вносит разность фаз лучей ±(π +Δ ) радиан. Величина 
может выбираться в диапазоне 0,05π радиан ≤ Δ ≤ 0.95π радиан по тем или иным соображениям. Величина Δ ≥ 0,95π выбираться, очевидно, не может из соображений практически полной потери чувствительности гироскопа к вращению. Величина Δ ≤ 0,05π радиан выбираться не может из тех же соображений, приведенных выше. Выбор Δ ≥ 0,05π радиан (например, в диапазоне амплитуд вспомогательной фазовой модуляции ФM=0,8π ↔ 0,95π радиан) оправдан тем, что при использовании в высокоточных гироскопах источников оптического излучения с высокой выходной мощностью удается значительно увеличить чувствительность гироскопа за счет уменьшения влияния на чувствительность шумов источника излучения.
Для стабилизации масштабного коэффициента волоконно-оптического гироскопа необходимо иметь информацию о величине напряжения U2π , при подаче которого на фазовый модулятор фаза лучей кольцевого интерферометра изменяется на 2π радиан. Это напряжение используется для определения пределов сброса заднего фронта ступенчатого пилообразного напряжения, использующегося для компенсации разности фаз Саньяка. Информацию о величине U2π можно получить в явном виде, если параметры импульсной последовательности напряжения, использующегося для фазовой модуляции в кольцевом интерферометре гироскопа, будут удовлетворять следующему уравнению:
После преобразования этого уравнения для величины 
можно получить следующее соотношение:
При выборе Δ согласно уравнению (10), пределы напряжения, в которых изменяются уровни импульсов фазовой модуляции, будут соответствовать напряжению U2π . На фиг.3 показана импульсная последовательность напряжения фазовой модуляции 15 и закон изменения разности фаз 16, которая удовлетворяет уравнению (9) при m=1, n=1, k=3. В этом случае осуществляется вспомогательная фазовая модуляция с амплитудой ФM=0.8π радиан. Получение в явном виде величины напряжения U2π возможно, как это следует из анализа уравнения (9), только когда параметр k≥ 2.
На фиг.4 показан принцип формирования сигнала вращения 17 на фотоприемнике, интенсивность излучения на котором в зависимости от разности фаз лучей кольцевого интерферометра изменяется по косинусоидальному закону 18. Частота полезного сигнала вращения удовлетворяет соотношению:
В установившемся режиме рабочие точки гироскопа располагаются на косинусной кривой разности фаз симметрично относительно точек ±π радиан, то есть π ±Δ радиан и -π ±Δ радиан, в этом случае при нулевой разности фаз между лучами кольцевого интерферометра, которая наблюдается либо при отсутствии вращения, либо при компенсации разности фаз Саньяка ступенчатой фазовой пилой, на фотоприемнике наблюдается постоянный уровень засветки, который определяется выражением
РФ=Р0[1+cos(± (π -Δ ))]=P0[1+cos(± (π +Δ ))]
При воздействии на фазовый модулятор внешних дестабилизирующих факторов, например, изменений температуры окружающей среды, эффективность фазового модулятора может измениться. В этом случае нарушается симметричность расположения рабочих точек гироскопа относительно ±π радиан и на фотоприемнике появляется сигнал рассогласования (фиг.5). Пунктирная линия 20 на кривой разности фаз в этом случае свидетельствует об увеличении эффективности фазового модулятора. При уменьшении эффективности фазового модулятора импульсы сигнала рассогласования меняют свою полярность. Частота сигнала рассогласования выражается следующим образом:
ЛИТЕРАТУРА
[1] George A. Pavlath "Closed-loop fiber optic gyros" SPIE v.2837 pp. 46-60, 1996.
[2] Курбатов А.М. "Способ вспомогательной фазовой модуляции кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа". Заявка №98120880, приоритет 20.11.1998, патент РФ N 2157962.
[3] Курбатов А.М. "Способ обработки сигнала кольцевого интерферометра волоконно-оптического гироскопа". Патент РФ №2130587, заявка №96108070, приоритет 18.04.1996.
[4] Курбатов А.М. "Способ компенсации разности фаз Саньяка в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа", патент РФ N 2146807, заявка N 98103976 от 02.03.1998 г.
Способ фазовой модуляции в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа заключается в подаче на широкополосный фазовый модулятор ступенчатого пилообразного напряжения, характеризующегося набором чисел m, n, k и с длительностью каждой ступеньки, равной времени пробега светового луча по световоду чувствительной катушки гироскопа, с помощью которого осуществляется модуляция разности фаз лучей кольцевого интерферометра в виде импульсной последовательности с периодом T0, в первый полупериод которой импульсы разности фаз имеют одинаковое количество чередующихся импульсов с амплитудами -(π-Δ) радиан и +(π+Δ) радиан, а во второй полупериод - одинаковое количество чередующихся импульсов с амплитудами -(π+Δ) радиан и +(π-Δ) радиан. Значения m и n выбирают из ряда любых целых положительных ненулевых чисел; величину Δ выбирают в диапазоне значений 0,05π радиан ≤ Δ ≤ 0,95π радиан. Технический результат - повышение чувствительности волоконно-оптического гироскопа и увеличение стабильности его масштабного коэффициента. 5 ил.
Способ фазовой модуляции в кольцевом интерферометре волоконно-оптического гироскопа, заключающийся в подаче на широкополосный фазовый модулятор ступенчатого пилообразного напряжения, характеризующегося набором чисел m, n, k,
где n – количество ступенек в первую половину периода T0 следования ступенчатых импульсов,
m - количество ступенек во вторую половину периода T0 следования ступенчатых импульсов,
2k – количество импульсов на периоде T0,
и с длительностью каждой ступеньки, равной времени пробега светового луча по световоду чувствительной катушки гироскопа, с помощью которого осуществляется модуляция разности фаз лучей кольцевого интерферометра в виде импульсной последовательности с периодом T0, в первый полупериод которой импульсы разности фаз имеют одинаковое количество чередующихся импульсов с амплитудами -(π-Δ) радиан и +(π+Δ) радиан, а во второй полупериод - одинаковое количество чередующихся импульсов с амплитудами -(π+Δ) радиан и +(π-Δ) радиан, отличающийся тем, что значения m и n выбирают из ряда любых целых положительных ненулевых чисел; величину Δ выбирают в диапазоне значений 0,05π радиан ≤Δ≤0,95π радиан, в том числе Δ может принимать и дискретный ряд значений
радиан, но при этом k ≥ 2.
| СПОСОБ ОБРАБОТКИ СИГНАЛА КОЛЬЦЕВОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА (ВАРИАНТЫ) | 1996 |
|
RU2130587C1 |
| СПОСОБ ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ ФАЗОВОЙ МОДУЛЯЦИИ КОЛЬЦЕВОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА | 1998 |
|
RU2157962C2 |
| Способ измерения угловой скорости с помощью волоконно-оптического гироскопа | 1990 |
|
SU1818528A1 |
| Система управления с переменной структурой | 1984 |
|
SU1171754A1 |
