基于FPGA的数字式光纤陀螺调制幅度调整装置

摘要

本发明公开了一种基于FPGA的数字式光纤陀螺调制幅度调整装置，光源(S1)发出的光入射到耦合器(S3)中，经耦合器(S3)分出两束光，其中一束光通过光波导调制器(S4)再分成两束光分别入射到光纤环(S5)的两端，两束光分别绕光纤环(S5)一圈后再通过光波导调制器(S4)合成一束光进行干涉；然后通过耦合器(S3)入射到探测器(S2)中，经探测器(S2)转换后的表征光功率的电信号经过前放电路(E1)进行信号的放大和滤波，然后经过A/D转换器(E2)进行模数转换，将数字信号输出给信号处理模块(E3)，信号处理模块(E3)输出数字调制信号给D/A转换器(E4)，输出的模拟信号经过调制放大电路(E5)放大后输出给光波导调制器(S4)。本发明将调制阶梯波的输出电压调整电路全部集成在一片FPGA处理器中完成，其间不介入模拟方式。方波高度直接使用数字移位的方式，由阶梯波复位电压取得。方波和阶梯波在FPGA中直接数字取和相加，而不是用模拟加法电路相加。

主权项

一种基于FPGA的数字式光纤陀螺调制幅度调整装置，其特征在于：光源(S1)发出的光入射到耦合器(S3)中，经耦合器(S3)分出两束光，其中一束光通过光波导调制器(S4)再分成两束光分别入射到光纤环(S5)的两端，两束光分别绕光纤环(S5)一圈后再通过光波导调制器(S4)合成一束光进行干涉，然后通过耦合器(S3)入射到探测器(S2)中；经探测器(S2)转换后的表征光功率的电信号经过前放电路(E1)进行信号的放大和滤波后，经过A/D转换器(E2)进行模数转换，将数字信号输出给信号处理模块(E3)，信号处理模块(E3)输出数字调制信号给D/A转换器(E4)，输出的模拟信号经过调制放大电路(E5)放大后输出给光波导调制器(S4)；所述信号处理模块(E3)选取FPGA处理器芯片，其片内结构是：陀螺角速度值测量模块(E31)测量探测器(S2)输出信号，从中获得陀螺的角速度输出信息，由闭环阶梯波台阶高度生成模块(E32)确定输出的调制阶梯波的台阶高度，并通过阶梯波累加模块(E33)累加形成阶梯波的上升台阶；同时阶梯波复位电压调整模块(E34)根据探测器(S2)的输出信号调整调制阶梯波的复位值，阶梯波复位条件判断模块(E36)根据复位值对阶梯波累加模块(E33)形成的阶梯波上升台阶进行复位；方波电平数值调整模块(E35)根据阶梯波复位电压调整模块(E36)输出的阶梯波复位值确定方波电压数值，输出的方波数值信号通过阶梯波与方波叠加模块(E37)与阶梯波信号进行叠加从而形成数字调制信号，经过D/A转换器(E4)进行数模转换后形成模拟调制波形输出信号。