干涉式光纖陀螺信號處理與溫度補償?shù)募苫芯?pdf

1、自光纖陀螺誕生以來，它以其顯著的優(yōu)點、靈活的結(jié)構(gòu)和誘人的前景，受到世界許多國家的大學(xué)和科研機構(gòu)的重視，取得了很大的進(jìn)步。但光纖陀螺在各國的發(fā)展?fàn)顩r、研究情況不盡相同，具有各自的特點。國內(nèi)光纖陀螺的研制起步比較晚，但近幾年發(fā)展速度很快，目前, 國內(nèi)光纖陀螺的研制水平已接近慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的中、低精度要求。 高精度和低成本是未來光纖陀螺發(fā)展的兩大方向。高精度的光纖陀螺主要應(yīng)用在空間技術(shù)、軍事應(yīng)用和科學(xué)研究領(lǐng)域, 而低成本光纖陀螺主要作

2、為角度傳感器在汽車導(dǎo)航、機器人等許多精度要求不高的領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景。本文以提高陀螺精度為目標(biāo)進(jìn)行了一些研究。 影響陀螺性能的因素有很多，而溫度是引起陀螺系統(tǒng)漂移的一個重要因素，對于高精度光纖陀螺而言，克服溫度影響尤為重要。本課題以提高陀螺精度為指導(dǎo)思想，采用全數(shù)字閉環(huán)方案并集成溫度補償，在全溫度范圍內(nèi)提高陀螺的精度。 陀螺信號處理芯片采用Xilinx 公司Spartan-3系列 FPGA器件。Spartan-3

3、FPGA 采用90nm制造技術(shù)來獲得較低的硅裸片成本，并且擁有高效率實現(xiàn)DSP功能所需要的所有系統(tǒng)特點（這些特點一度屬于高端FPGA所專有）的低成本FPGA。Spartan-3系列是一款目前市場上單位成本內(nèi)有效I/O管腳最多，具有極高性價比的系統(tǒng)級器件。 FPGA本質(zhì)上是未完全連接的邏輯和信號處理資源陣列。這些信號處理資源使設(shè)計人員可利用高度可擴展的并行處理技術(shù)來實現(xiàn)DSP功能。傳統(tǒng)DSP解決方案以串行方式實現(xiàn)多次乘法累加（M

4、AC）功能，而FPGA則可利用Spartan-3系列所集成的專用乘法器和寄存器以并行方式來實現(xiàn)。此外，可編程能力使得用戶在實現(xiàn)所需要的功能時，可通過選擇適當(dāng)?shù)牟⑿卸仍谄骷娣e和性能之間做出折衷。 以Spartan-3系列 FPGA為信號處理主芯片克服了傳統(tǒng)FPGA器件不能單獨實現(xiàn)DSP功能的弊端，并解決了FPGA+DSP方案會增加陀螺信號處理板的復(fù)雜度、增大電路面積、增加陀螺成本的問題，促進(jìn)了光纖陀螺的小型化研制，實現(xiàn)了陀螺信號