基于双标度输出的D/F转换方法

摘要

本发明涉及基于双标度输出的D/F转换方法，特别是应用于全数字闭环光纤陀螺中基于双标度输出的D/F转换方法，属于光纤陀螺角速率测量技术领域。本发明采用纯编码实现，避免采用D/A转换器及V/F转换电路等硬件资源，减小电路复杂程度；根据不同光纤陀螺的本征频率和量程进行计算可以很容易得到所需的脉冲输出方案；根据光纤陀螺对量程和分辨率的要求，分别采用了大标度K₁和小标度K₂进行输出，既避免了为扩展量程采用高频脉冲输出的问题，又避免了采用低频脉冲扩展量程后分辨率不足的问题。

主权项

基于双标度输出的D/F转换方法，其特征在于该方法的步骤包括：(1)根据光纤陀螺的本征频率f、光纤陀螺的测量范围A和光纤陀螺的最终输出标度因数K，确定光纤陀螺的输出数据位数2n+1，其中最高位完全作为符号位使用，确定的方法满足公式(1)：((2ⁿ‑1)+2ⁿ×(2ⁿ‑1))×f＝K×A  (1)计算得到的数据位数向上取整，n为自然数；(2)将光纤陀螺的脉冲输出标度分为大标度k₁和小标度k₂，其中，光纤陀螺的输出数据位数的[2n‑1:n]位转换出的脉冲数采用大标度k₁进行计算，光纤陀螺的输出数据位数的[n‑1:0]位转化出的脉冲数采用小标度k₂进行计算；大标度k₁和小标度k₂满足关系如式(2)所示：K₁＝k₂×2ⁿK₁+k₂＝K  (2)(3)制作脉冲源，制作方法为：将本征频率f的整数倍频率2ⁿ×f信号作为输出脉冲源clk_ref，且该方法制作的脉冲源同时作为大标度k₁和小标度k₂输出脉冲的脉冲源；(4)制作选通信号，制作选通信号的方法为：第一步，对光纤陀螺的输出数字量Data[2n:0]进行正负数判读，然后取绝对值得到Data_abs[2n:0]，将Data_abs[n‑1:0]作为采用小标度k₂输出的数字量data_s，将Data_abs[2n‑1:n]作为采用大标度k₁输出的数字量data_b，最高位Data_abs[2n]不使用；第二步，根据第一步得到的data_s和data_b制作选通信号filter_s和filter_b，根据data_s和data_b制作选通信号filter_s和filter_b时满足的关系如式(3)所示：T_{filter_b}＝H_{filter_b}+L_{filter_b}；T_{filter_s}＝H_{filter_s}+L_{filter_s}；H_{filter_b}＝data_b*T_{clk_ref}；H_{filter_s}＝data_s*T_{clk_ref}；(3)其中，T_{filter_b}为大标度k₁输出所需的选通信号filter_b的周期，信号filter_b中高电平为有效选通电平，H_{filter_b}为大标度k₁输出所需的选通信号filter_b高电平的宽度，L_{filter_b}为大标度k₁输出所需的选通信号filter_b低电平的宽度；T_{filter_s}为小标度k₂输出所需的选通信号filter_s的周期，信号filter_s中高电平为有效选通电平，H_{filter_s}为小标度k₂输出所需的选通信号filter_s高电平的宽度，L_{filter_s}为小标度k₂输出所需的选通信号filter_s低电平的宽度；T_{clk_ref}为脉冲源的周期；(5)制作大标度K₁对应的脉冲：步骤(4)中进行正负数判读后为正数的最终转换完成的脉冲信号P_B在正大脉冲端口输出，关系式如式(4)所示，判读后为负数的最终转换完成的脉冲信号N_B在负大脉冲端口输出，关系式如式(5)所示；P_B＝filter_b&clk_ref；(4)N_B＝filter_b&clk_ref；(5)(6)制作小标度K₂对应的脉冲：步骤(4)中进行正负数判读后为正数的最终转换完成的脉冲信号P_S在正小脉冲端口输出，关系式如式(6)所示，判读后为负数的最终转换完成的脉冲信号N_S在负小脉冲端口输出，关系式如式(7)所示；P_S＝filter_s&clk_ref；(6)N_S＝filter_s&clk_ref；(7)。