КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Фазовая модуляция
Смещение разности фаз. Методы повышения чувствительности оптических гироскопов
Схема волоконно-оптического гироскопа, изображенная на рис. 24.4, как уже отмечалось, не обнаруживает малых поворотов. Для решения этой проблемы, т. е. для повышения чувствительности гироскопа, предлагаются различные методы: смещения разности фаз, фазовой модуляции, изменения частоты и светового гетеродинирования. Если между двумя световыми волнами, идущими по кольцу навстречу друг другу, установить смещение разности фаз в π /2 рад, то изменение выходного интерференционного сигнала относительно разности фаз Δ φ световых волн в соответствии с эффектом Саньяка будет пропорционально sinΔ φ, что означает повышение чувствительности. Однако для высокоточных гироскопов требуется обнаружение очень малых (~10-6 рад) изменений фазы и поскольку смещение π /2 рад уже велико, то возникает проблема стабилизации этого смещения.
Общая схема оптической системы гироскопа с фазовой модуляцией приведена на рис. 24.5. Фазовый модулятор присоединен к концу волокна, используемого в качестве чувствительного элемента (в центре основной оптической системы рис. 24.4). Это - важная особенность данного метода. Модуляция световых волн, идущих по часовой стрелке и против нее, зависит от их взаимной синхронизации. Составляющая U0 основной гармоники в выходном сигнале, полученном в результате интерференции двух световых волн, выражается следующей формулой: (24.6) где K - постоянная; J 1 - функция Бесселя; (24.7) В формуле (24.7) f 0 и M соответственно модулирующая частота и глубина модуляции, а Т - время распространения световой волны в оптическом волокне, иначе говоря, эта формула выражает временное различие в фазовой модуляции световых волн, идущих в противоположных направлениях. При η = 1,8 функция J 1 (η) имеет максимальное значение. В гироскопе на рис. 24.5, благодаря детектированию основной гармоники световой волны, выходной сигнал пропорционален sinΔ φ, т. е. чувствительность повышенная. Используемый в модовом фильтре поляризатор необходим для обеспечения нормальной работы гироскопа. В этой системе, как следует из формул (24.6) и (24.7), масштабный коэффициент будет изменяться в зависимости от глубины модуляции M. При использовании поляризатора колебания состояния поляризованной волны в оптическом волокне вызывают колебания и выходного сигнала оптического приемника, а это, в свою очередь, приводит к изменениям масштабного коэффициента. Если, кроме того, состояние поляризации волны в оптическом волокне колеблется из-за фазового модулятора и по-прежнему используется поляризатор, то интенсивность выходного сигнала модулируется с частотой f 0 и возникает дрейф нуля. Для решения этой проблемы желательно, чтобы , где п - эквивалентный коэффициент преломления; L - длина волокна. Данная система характеризуется повышенной разрешающей способностью и стабильностью нулевой точки.
Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 566; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |