RU2227272C2 - Wide-range fiber-optical meter of angular velocity - Google Patents
Wide-range fiber-optical meter of angular velocityInfo
- Publication number
- RU2227272C2 RU2227272C2 RU2002119333/28A RU2002119333A RU2227272C2 RU 2227272 C2 RU2227272 C2 RU 2227272C2 RU 2002119333/28 A RU2002119333/28 A RU 2002119333/28A RU 2002119333 A RU2002119333 A RU 2002119333A RU 2227272 C2 RU2227272 C2 RU 2227272C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- inputs
- input
- converter
- phase
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 39
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 34
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 21
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- 241001440206 Homodes Species 0.000 claims 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 10
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 5
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 229920000148 Polycarbophil calcium Polymers 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229940085806 fibercon Drugs 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000028016 temperature homeostasis Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гироскопической и контрольно-измерительной технике и может быть использовано при разработке волоконно-оптических измерителей угловой скорости (ВОИУС).The invention relates to gyroscopic and instrumentation and can be used in the development of fiber-optic angular velocity meters (VOIUS).
Аналогичные ВОИУС описаны в книге А.Г.Шереметьев Волоконно-оптический гироскоп, М., Радио и связь, 1987, стр.40-43, 120-147, [1].Similar VOIUS are described in the book of A. G. Sheremetev, Fiber Optic Gyroscope, M., Radio and Communications, 1987, pp. 40-43, 120-147, [1].
Всеволоконные ВОИУС, выполненные по схеме минимальной структуры, при наличии вспомогательной и компенсирующей обратной связи, на основе встроенного волоконно-оптического фазового модулятора, должны обеспечивать низкий уровень случайного дрейфа, высокую чувствительность и линейность выходной характеристики ВОИУС.All-fiber VOIUS, made according to the minimal structure scheme, in the presence of auxiliary and compensating feedback, based on the built-in fiber-optic phase modulator, should provide a low level of random drift, high sensitivity and linearity of the output characteristic of VOIUS.
Однако уровень случайного дрейфа, чувствительность, стабильность и линейность масштабного коэффициента ВОИУС зависит от температуры, габаритно-массовых характеристик и диапазона измеряемой скорости. В этом случае понижение случайного дрейфа осуществимо, например, путем стабилизации оптических характеристик источника излучения и применения оптических интегральных схем с использованием тонкопленочной волноводной техники. Улучшению чувствительности, стабильности и линейности масштабного коэффициента ВОИУС могут способствовать схемотехнические решения устройства преобразования и выделения составляющих выходного сигнала, формируемого на выходе фотоприемника при интерференции встречных волн излучения.However, the level of random drift, sensitivity, stability and linearity of the VOIUS scale factor depends on temperature, overall mass characteristics and the range of the measured speed. In this case, a decrease in random drift is feasible, for example, by stabilizing the optical characteristics of the radiation source and using optical integrated circuits using thin-film waveguide technology. The circuitry solutions of the device for converting and isolating the components of the output signal generated at the output of the photodetector during interference of counterpropagating radiation waves can contribute to improving the sensitivity, stability, and linearity of the VOIUS scale factor.
Наиболее близким аналогом по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является Волоконно-оптический измеритель угловой скорости (патент №2112927, G 01 C 19/72, опубл. 10.06.98 г., Бюл. №16).The closest analogue in the set of essential features to the claimed technical solution is a Fiber-optic angular velocity meter (patent No. 2112927, G 01
Данный измеритель содержит последовательно оптически связанные источник излучения, выполненный в виде широкополосного суперлюминисцентного диода, деполяризатор, устройство расщепления-соединения излучения, выполненное в виде последовательно оптически связанных входного разветвителя, поляризатора и контурного разветвителя из двухжильного анизотропного одномодового световода с сохранением поляризации, и измерительный волоконный контур, выполненный из одножильного анизотропного одномодового световода с сохранением поляризации в виде катушки с симметричной намоткой относительно середины общей длины с фазовыми модуляторами вспомогательной и компенсирующей модуляции на концах волоконного контура путем намотки световода на середину пьезокерамических преобразователей со скруткой каждого витка на π рад, первый фотоприемный модуль с дифференциальным выходом, фотодиодом, оптически связанный с третьим выходом входного разветвителя, второй выход которого оптически связан через фотодиод второго фотоприемного модуля с входом источника излучения, и устройство преобразования и выделения сигнала, вход которого соединен с выходом первого фотоприемного модуля, содержащее последовательно соединенные дифференциальные полосовые усилители с разделительными конденсаторами на дифференциальных выходах, фазочувствительный выпрямитель и аналого-цифровой преобразователь, выход которого является выходом измерителя, а также источник вторичного питания, усилитель-преобразователь синусоидального напряжения высокой частоты, усилитель преобразователь синусоидального напряжения низкой частоты и многоканальный формирователь синхронизирующих импульсов, при этом фазочувствительный выпрямитель выполнен по схеме двойного синхронного детектирования и содержит суммирующий интегратор с подключенными к его входам двумя синхронными детекторами, каждый усилитель-преобразователь синусоидального напряжения содержит цепь последовательно соединенных интегратора, один из входов которого является входом усилителя-преобразователя, модулятора и полосового усилителя, выход которого является выходом усилителя-преобразователя, охваченную отрицательной обратной связью, включающую выпрямитель, причем выходы формирователя синхронизирующих импульсов соединены с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя, синхронных детекторов фазочувствительного выпрямителя, модуляторов и выпрямителей усилителей-преобразователей синусоидального напряжения высокой и низкой частоты, выходы которых соединены с фазовыми модуляторами вспомогательной и компенсирующей модуляции соответственно, а вход усилителя-преобразователя синусоидального напряжения низкой частоты соединен со вторым выходом фазочувствительного выпрямителя, при этом синхронизирующие импульсы на управляющих входах фазочувствительного выпрямителя имеют длительность менее полупериода и сдвинуты относительно друг друга на нечетное число полупериодов частоты модулирующего сигнала фазового модулятора вспомогательной модуляции, а частота модулирующего сигнала фазового модулятора компенсирующей модуляции много меньше и кратна частоте модулирующего сигнала фазового модулятора вспомогательной модуляции.This meter contains a sequentially optically coupled radiation source made in the form of a broadband superluminescent diode, a depolarizer, a radiation splitting-connection device made in the form of a sequentially optically coupled input splitter, polarizer and a contour splitter from a two-wire anisotropic single-mode fiber with preservation of polarization, and a measuring fiber circuit made of a single-core anisotropic single-mode fiber with conservation of polarization in the form of a coil with symmetrical winding relative to the middle of the total length with phase modulators of auxiliary and compensating modulation at the ends of the fiber circuit by winding the fiber onto the middle of the piezoceramic transducers with twist of each turn by π rad, the first photodetector module with differential output, photodiode, optically coupled to the third output of the input a splitter, the second output of which is optically coupled through a photodiode of the second photodetector module to the input of the radiation source, and the device generating and isolating a signal, the input of which is connected to the output of the first photodetector module, containing series-connected differential strip amplifiers with isolation capacitors at the differential outputs, a phase-sensitive rectifier and an analog-to-digital converter, the output of which is the output of the meter, as well as a secondary power source, an amplifier-converter high frequency sinusoidal voltage amplifier, low frequency and multi-channel sine wave voltage converter a shaper of synchronizing pulses, the phase-sensitive rectifier is made according to a double synchronous detection scheme and contains a summing integrator with two synchronous detectors connected to its inputs, each sinusoidal voltage amplifier-converter contains a series-connected integrator circuit, one of the inputs of which is an input of an amplifier-converter a modulator and a strip amplifier, the output of which is the output of the amplifier-converter, covered by the negative feedback, including a rectifier, and the outputs of the synchronizing pulse generator are connected to the control inputs of the analog-to-digital converter, synchronous detectors of a phase-sensitive rectifier, modulators and rectifiers of high and low frequency sinusoidal voltage converters, the outputs of which are connected to phase modulators of auxiliary and compensating modulation, respectively and the input of the low-frequency sinusoidal voltage converter amplifier is connected to the next output of the phase-sensitive rectifier, while the synchronizing pulses on the control inputs of the phase-sensitive rectifier have a duration of less than half a period and are shifted relative to each other by an odd number of half-periods of the frequency of the modulating signal of the auxiliary modulation phase modulator, and the frequency of the modulating signal of the phase modulator of compensating modulation is much smaller and a multiple of the frequency of the modulating signal phase modulator auxiliary modulation.
Основным недостатком описанного ВОИУС является недопустимый уровень погрешности масштабного коэффициента при расширении диапазона измерения угловой скорости.The main drawback of the described VOIUS is an unacceptable level of error of the scale factor when expanding the range of measurement of angular velocity.
Задачей предлагаемого изобретения является понижение уровня погрешности масштабного коэффициента малогабаритного широкодиапазонного ВОИУС. Поставленная задача выполняется следующим образом.The task of the invention is to reduce the level of error of the scale factor of small-sized wide-band VOIUS. The task is carried out as follows.
В ВОИУС, содержащий измерительный волоконный контур, выполненный из одножильного анизотропного одномодового световода с сохранением поляризации в виде катушки с симметричной намоткой относительно середины общей длины, источник излучения, выполненный в виде широкополосного суперлюминисцентного диода, деполяризатор, устройство расщепления-соединения, два фотоприемных модуля, фазовые модуляторы вспомогательной и компенсирующей модуляции, устройство преобразования и выделения сигнала, включающее многоканальный формирователь синхронизирующих импульсов, первый фазочувствительный выпрямитель с двумя управляющими входами, импульсный преобразователь, один из выходов которого является выходом измерителя, и источник вторичного питания, при этом первый фазочувствительный выпрямитель выполнен по схеме двойного синхронного детектирования в виде суммирующего интегратора, к входам которого подключены два синхронных детектора, управляющие входы которых соединены с выходами формирователя синхронизирующих импульсов, причем синхронизирующие импульсы на управляющих входах первого фазочувствительного выпрямителя имеют длительность менее полупериода и сдвинуты относительно друг друга на нечетное число полупериодов частоты вспомогательной модуляции, введены термистор и микроохладитель на основе эффекта Пельтье, встроенные с фотодиодом второго фотоприемного модуля в источник излучения, усилитель терморегулирования, выполненный в виде последовательно соединенных мостового усилителя (книга Б.К. Нестеренко. Интегральные операционные усилители, М.: Энергоиздат, 1982, рис.27в, стр.41, [2]), с термистором в обратной связи, и усилителя мощности, выходом подключенного к микроохладителю, устройство расщепления-соединения выполнено в виде входного разветвителя и оптической интегральной схемы (книга Окоси Т. и др. Волоконно-оптические датчики. Л.: Энергоиздат, 1990, стр.126-130, [3]), содержащей волноводный поляризатор и Y-образный волноводный распределитель, в выходные плечи которого включены широкополосные фазовые модуляторы, оптически связанные с измерительным волоконным контуром, первый выход источника излучения оптически связан через деполяризатор с входом входного разветвителя, первый выход которого оптически связан с волноводным поляризатором, второй выход входного разветвителя оптически связан через отрезок многомодового световода с фотодиодом первого фотоприемного модуля с дифференциальным выходом и разделительным конденсатором на дифференциальных входах (Книга Ж.Аш и др. Датчики измерительных систем, М.: Мир, 1992, стр.168, [4], книга П.Хорвиц, У.Хилл, Искусство схемотехники, т.1, М., Мир, 1983, стр.451, [5]), второй выход источника излучения оптически связан через фотодиод второго фотоприемного модуля со своим входом, а в устройство преобразования и выделения сигнала дополнительно введены усилитель-преобразователь прямоугольного напряжения с дифференциальным выходом, выполненный по схеме двойного синхронного детектирования с одним управляющим входом в виде последовательно соединенных через синхронные детекторы (стр.397, [5]) двух дифференциальных усилителей с разделительными конденсаторами на дифференциальных входах, второй фазочувствительный выпрямитель с двумя управляющими входами и входом, через разделительный конденсатор, соединенный с одним из дифференциальных выходов усилителя-преобразователя прямоугольного напряжения, преобразователь прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции с двумя управляющими входами, основным входом, соединенный с выходом второго фазочувствительного выпрямителя, и дополнительным входом - с выходом источника вторичного питания, преобразователь пилообразного напряжения компенсирующей фазовой модуляции с двумя управляющими входами и через первый фазочувствительный выпрямитель, с разделительными конденсаторами на входе, соединенный с выходом усилителя-преобразователя прямоугольного напряжения, при этом по схеме с дифференциальным выходом выход преобразователя прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции соединен с основным выходом преобразователя пилообразного напряжения компенсирующей фазовой модуляции через параллельно соединенные по двухтактной схеме широкополосные фазовые модуляторы вспомогательной и компенсирующей модуляции, дополнительные выходы преобразователя прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции соединены с симметричными опорными входами импульсного преобразователя, дополнительным опорным входом соединенного с выходом источника вторичного питания и основным входом соединенного с дополнительным выходом преобразователя пилообразного напряжения компенсирующей фазовой модуляции, управляющими входами соединенного с двумя дополнительными выходами импульсного преобразователя, выходы многоканального формирователя синхронизирующих импульсов соединены с управляющими входами синхронных детекторов усилителя-преобразователя прямоугольного напряжения и второго фазочувствительного выпрямителя, а также с управляющими входами коммутаторов преобразователя прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции и схемы управления источника вторичного питания, при этом синхроимпульс на управляющем входе усилителя-преобразователя прямоугольного напряжения имеет длительность менее времени обхода светом измерительного волоконного контура с интервалом следования, равным сдвигу синхроимпульсов на управляющих входах синхронных детекторов фазочувствительных выпрямителей и половине длительности синхроимпульса на одном из управляющих входов преобразователя прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции с интервалом следования, равным интервалу следования синхроимпульсов на управляющих входах второго фазочувствительного выпрямителя, синхроимпульс типа меандр скважностью два на втором управляющем входе преобразователя прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции имеет интервал следования, равный периоду частоты вспомогательной фазовой модуляции, кратного интервалу следования синхроимпульсов на управляющих входах фазочувствительных выпрямителей.In VOIUS, containing a measuring fiber circuit made of a single-core anisotropic single-mode fiber with polarization in the form of a coil with symmetrical winding relative to the middle of the total length, a radiation source made in the form of a broadband superluminescent diode, a depolarizer, a splitting-coupler, two photodetector modules, phase auxiliary and compensating modulation modulators, a signal conversion and isolation device including a multi-channel sync driver pulses, the first phase-sensitive rectifier with two control inputs, a pulse converter, one of the outputs of which is the output of the meter, and a secondary power source, while the first phase-sensitive rectifier is made according to the double synchronous detection scheme in the form of a summing integrator, to the inputs of which two synchronous detectors are connected the control inputs of which are connected to the outputs of the shaper of synchronizing pulses, and the synchronizing pulses to the control input Axes of the first phase-sensitive rectifier have a duration of less than half a period and are shifted relative to each other by an odd number of half periods of the auxiliary modulation frequency, a thermistor and a micro-cooler based on the Peltier effect are integrated into the radiation source with a photodiode of the second photodetector module, a temperature control amplifier made in the form of a series-connected bridge amplifier (book of B.K. Nesterenko. Integrated Operational Amplifiers, Moscow: Energoizdat, 1982, Fig. 27c, p. 41, [2]), with a thermistor in feedback, and a power amplifier connected to a microcooler, the splitting-connection device is made in the form of an input splitter and an optical integrated circuit (a book by T. Okosi et al. Fiber Optic Sensors. L .: Energoizdat, 1990, pp. 126-130, [3]), containing a waveguide polarizer and a Y-shaped waveguide distributor, the output arms of which include broadband phase modulators optically coupled to with a fiber-optic circuit, the first output of the radiation source is optically coupled through a depolarizer to the input of the input splitter, the first output of which is optically connected to the waveguide polarizer, the second output of the input splitter is optically connected through a segment of a multimode fiber with a photodiode of the first photodetector module with a differential output and an isolation capacitor at the differential inputs ( The book by J. Ash and others. Sensors of measuring systems, M.: Mir, 1992, p.168, [4], book by P. Horwitz, W. Hill, The Art of Circuit Engineering, vol. 1, M., Mir, 1983, p. p.451, [5]), the second output of the radiation source is optically connected through the photodiode of the second photodetector module to its input, and a rectangular voltage amplifier with differential output, made according to the double synchronous detection scheme with one control input in the form of two differential amplifiers with isolation capacitors at the differential inputs, second phase connected in series through synchronous detectors (p. 397, [5]) a sensitive rectifier with two control inputs and an input, through a separation capacitor connected to one of the differential outputs of the amplifier-converter of rectangular voltage, a rectangular voltage converter of auxiliary phase modulation with two control inputs, the main input connected to the output of the second phase-sensitive rectifier, and an additional input - with the output of the secondary power source, sawtooth voltage converter compensating phase modulation with dv knowing the control inputs and through the first phase-sensitive rectifier, with isolation capacitors at the input, connected to the output of the rectangular-voltage amplifier-converter, while according to the differential output circuit, the output of the auxiliary phase-modulation rectangular-voltage converter is connected to the main output of the sawtooth-voltage converter of compensating phase modulation through parallel broadband phase modulators of auxiliary and compensation connected by a push-pull circuit modulating voltage, the auxiliary outputs of the auxiliary voltage phase-voltage converter, are connected to the symmetrical reference inputs of the pulse converter, the additional reference input of the secondary power supply connected to the output, and the main input of the compensating phase-modulated sawtooth voltage converter connected to the additional output, the control inputs are connected to two additional pulse outputs converter, multi-channel output The synchronization pulse generator is connected to the control inputs of the synchronous detectors of the rectangular-voltage amplifier-converter and the second phase-sensitive rectifier, as well as to the control inputs of the switches of the rectangular-voltage converter of auxiliary phase modulation and the secondary power supply control circuit, while the clock pulse on the control input of the rectangular-voltage amplifier-converter has less than the time it takes to go around the light of the measuring fiber con Hurray with a repetition interval equal to the clock offset at the control inputs of synchronous detectors of phase-sensitive rectifiers and half the duration of the sync pulse at one of the control inputs of the auxiliary voltage converter of phase auxiliary phase modulation with a repetition interval equal to the repetition interval of sync pulses at the control inputs of the second phase-sensitive rectifier, two sync at the second control input of the rectangular voltage converter The auxiliary phase modulation has a repetition interval equal to the frequency period of the auxiliary phase modulation, a multiple of the repetition interval of the clock pulses at the control inputs of the phase-sensitive rectifiers.
Второй фазочувствитеельный выпрямитель может быть выполнен по схеме двойного синхронного детектирования в виде интегрирующего сумматора-вычитателя (рис.26а, стр.39, [2]), подключенного к входу выпрямителя инвертирующим входом через два параллельно соединенных синхронных детектора и неинвертирующим входом - через пассивный фильтр, при этом выход сумматора-вычитателя является выходом второго фазочувствительного выпрямителя.The second phase-sensitive rectifier can be made according to the double synchronous detection scheme in the form of an integrating adder-subtractor (Fig. 26a, p. 39, [2]) connected to the rectifier input with an inverting input through two parallel-connected synchronous detectors and a non-inverting input through a passive filter while the output of the adder-subtractor is the output of the second phase-sensitive rectifier.
Преобразователь прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции может содержать цепь из последовательно соединенных суммирующего усилителя, входы которого являются входами преобразователя, и инвертора, выходы которых являются дополнительными выходами преобразователя и соединены со входами двух последовательно-параллельных коммутаторов (книга У.Титце, К.Шенк. Полупроводниковая схемотехника, М.: Мир, 1983, рис.17.1в, стр.276, [6]) с делителями напряжения на одном из входов, при этом выходы коммутаторов, управляющий вход которых является первым управляющим входом преобразователя, соединены со входами третьего последовательно-параллельного коммутатора, управляющий вход которого является вторым управляющим входом преобразователя, а выход является основным выходом преобразователя.The auxiliary phase modulation rectangular voltage converter may contain a circuit of series-connected summing amplifier, the inputs of which are the inputs of the converter, and an inverter, the outputs of which are additional outputs of the converter and connected to the inputs of two series-parallel switches (book by W. Titze, K. Schenk. Semiconductor circuitry, M .: Mir, 1983, Fig. 17.1c, p. 276, [6]) with voltage dividers at one of the inputs, and the outputs of the switches, the control input of which is is the first control input of the converter, connected to the inputs of the third series-parallel switch, the control input of which is the second control input of the converter, and the output is the main output of the converter.
Преобразователь пилообразного напряжения компенсирующей фазовой модуляции может содержать интегратор с переменной крутизной, в котором один из входных последовательно соединенных резисторов шунтируется диодами, а интегрирующий конденсатор шунтируется ключом, управляющий вход которого является одним из управляющих входов преобразователя, при этом цепь входных резисторов через входной последовательно-параллельный коммутатор с инвертором на одном из входов соединен с входом преобразователя, дополнительный выход которого является выходом интегратора, а основной выход - выходом дополнительного последовательно-параллельного коммутатора с инвертором на одном из входов, соединенных через термокомпенсирующий усилитель с выходом интегратора, при этом управляющий вход коммутаторов является вторым управляющим входом преобразователя.The compensating phase modulation sawtooth voltage converter may include an integrator with variable slope, in which one of the input series-connected resistors is shunted by diodes, and the integrating capacitor is shunted by a key, the control input of which is one of the control inputs of the converter, and the input resistor circuit through the serial-parallel input a switch with an inverter at one of the inputs is connected to the input of the converter, the additional output of which is Exit integrator, and the main output - additional output switch in series-parallel with the inverter on one of its inputs connected through termokompensiruyuschy amplifier output of the integrator, wherein the control input of the switches is a second control input of the inverter.
Импульсный преобразователь может быть выполнен в виде унифицированного самонастраивающегося устройства, содержащего компараторы, RS-триггеры, D-триггеры и двухвходовые логические элементы ИЛИ-НЕ, И-НЕ, при этом первый RS-триггер (ячейка памяти) входами подключен к выходам первого и второго компараторов, первые входы которых соединены с первым входом третьего компаратора и являются основным входом преобразователя, первый вход четвертого компаратора соединен через RC-цепочки с выходами первого и второго компараторов, вторые входы которых являются симметричными опорными входами преобразователя, второй вход третьего компаратора соединен с общей шиной, а второй вход четвертого компаратора является дополнительным опорным входом преобразователя, один из дополнительных выходов которого является выходом четвертого компаратора, соединенного с тактовым входом первого D-триггера (делителя частоты), второй RS-триггер (ячейка памяти) входами подключен к основным выходам второго и пятого D-триггера (формирователи импульсов заданной длительности), третий RS-триггер (ячейка памяти) входами подключен к основным выходам третьего и четвертого D-триггера (формирователи импульсов заданной длительности), при этом тактовые входы второго и третьего D-триггера подключены к выходам первого RS-триггера, тактовый вход четвертого D-триггера подключен к выходу третьего компаратора, соединенного с тактовым входом пятого D-триггера через первый, со сдвоенными входами, элемент ИЛИ-НЕ, инверсные выходы второго и третьего D-триггера подключены ко входам первого элемента И-НЕ, выходом соединенного с одним из входов второго элемента ИЛИ-НЕ, вторым входом соединенного с выходом второго элемента И-НЕ, входами подключенного к выходу третьего и четвертого элемента И-НЕ, при этом входы третьего элемента И-НЕ подключены к одному из выходов третьего RS-триггера и к основному выходу пятого D-триггера, а входы четвертого элемента И-НЕ подключены к одному из выходов второго RS-триггера и к основному выходу четвертого D-триггера, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с одним из входов третьего и четвертого элемента ИЛИ-НЕ, выходы которых являются выходом преобразователя, а вторые входы подключены к выходам первого D-триггера, соединенных с одним из входов пятого и шестого элемента ИЛИ-НЕ, вторыми входами подключенных к выходам первого RS-триггера, а выходами - ко входам седьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является вторым дополнительным выходом преобразователя, при этом первый и третий RS-триггер выполнены из двух элементов ИЛИ-НЕ первые входы которых охвачены перекрестными связями, а вторые входы являются входами RS-триггеров, второй RS-триггер выполнен на базе D-триггера, управляющими входами соединенного с общей шиной.The pulse converter can be made in the form of a unified self-adjusting device containing comparators, RS-flip-flops, D-flip-flops and two-input logic elements OR-NOT, AND-NOT, while the first RS-trigger (memory cell) is connected by inputs to the outputs of the first and second comparators, the first inputs of which are connected to the first input of the third comparator and are the main input of the converter, the first input of the fourth comparator is connected through RC circuits with the outputs of the first and second comparators, the second inputs of which I symmetric reference inputs of the converter, the second input of the third comparator is connected to a common bus, and the second input of the fourth comparator is an additional reference input of the converter, one of the additional outputs of which is the output of the fourth comparator connected to the clock input of the first D-trigger (frequency divider), the second RS-trigger (memory cell) inputs connected to the main outputs of the second and fifth D-trigger (pulse shapers of a given duration), the third RS-trigger (memory cell) input they are connected to the main outputs of the third and fourth D-flip-flops (pulse shapers of a given duration), while the clock inputs of the second and third D-flip-flops are connected to the outputs of the first RS-flip-flop, the clock input of the fourth D-flip-flop is connected to the output of the third comparator connected to clock input of the fifth D-flip-flop through the first, with double inputs, the OR-NOT element, the inverse outputs of the second and third D-flip-flops are connected to the inputs of the first AND-NOT element, the output connected to one of the inputs of the second OR-NOT element, w the input connected to the output of the second AND-NOT element, the inputs connected to the output of the third and fourth AND-NOT element, while the inputs of the third AND-NOT element are connected to one of the outputs of the third RS-trigger and to the main output of the fifth D-trigger, and the inputs of the fourth AND-NOT element are connected to one of the outputs of the second RS-trigger and to the main output of the fourth D-trigger, the output of the second OR-NOT element is connected to one of the inputs of the third and fourth OR-NOT element, the outputs of which are the output of the converter, and second inputs connect terms to the outputs of the first D-trigger connected to one of the inputs of the fifth and sixth OR-NOT element, the second inputs connected to the outputs of the first RS-trigger, and the outputs to the inputs of the seventh OR-NOT element, the output of which is the second additional output of the converter, the first and third RS-flip-flops are made of two elements OR NOT the first inputs of which are covered by cross-connections, and the second inputs are inputs of RS-flip-flops, the second RS-flip-flop is made on the basis of the D-flip-flop, which controls the inputs connected to the common bus.
Предлагаемый широкодиапазонный ВОИУС отличается от прототипа тем, что выход источника излучения оптически соединен первой обратной связью с его входом через встроенный в источник фотодиод второго фотоприемного модуля, кроме того, источник излучения охвачен второй обратной связью, содержащей датчик температуры (термистор), соединенный с микроохладителем (на основе эффекта Пельтье) через усилитель терморегулирования в виде последовательно соединенных мостового усилителя и усилителя мощности, при этом микроохладитель и термистор, включенный в обратную связь мостового усилителя, встроены в источник излучения, устройство расщепления-соединения выполнено в виде входного разветвителя и оптической интегральной схемы, содержащей волноводный поляризатор и Y-образный волноводный распределитель, в выходные плечи которого включены широкополосные (ш/п) фазовые модуляторы, оптически связанные с измерительньм волоконным контуром с длинной световода L≤C/2fn, где С - скорость света в вакууме, n - коэффициент преломления световода, f<l/2r - частота сигнала вспомогательной фазовой модуляции прямоугольной формы, r - время обхода светом измерительного контура, при этом второй выход входного разветвителя оптически связан через отрезок многомодового световода с фотодиодом, с обратно приложенным напряжением смещения, первого фотоприемного модуля с разделительными конденсаторами на дифференциальных входах, в устройство преобразования и выделения сигнала дополнительно введены усилитель-преобразователь прямоугольного напряжения с дифференциальным выходом, выполненный по схеме двойного синхронного детектирования с одним управляющим входом в виде последовательно соединенных через синхронные детекторы двух дифференциальных усилителей с разделительными конденсаторами на дифференциальных входах, второй фазочувствительный выпрямитель с двумя управляющими входами, входом через разделительный конденсатор соединенный с одним из дифференциальных выходов усилителя-преобразователя прямоугольного напряжения, преобразователь прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции с двумя управляющими входами, соединенный основным входом с выходом второго фазочувствительного выпрямителя и дополнительным входом - с выходом источника вторичного питания, преобразователь пилообразного напряжения компенсирующей фазовой модуляции с двумя управляющими входами, соединенный входом, через первый фазочувствительный выпрямитель с разделительными конденсаторами на входе, с выходом усилителя-преобразователя прямоугольного напряжения, при этом по схеме с дифференциальным выходом основной выход преобразователя прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции соединен с основным выходом преобразователя пилообразного напряжения компенсирующей фазовой модуляции через параллельно соединенные по двухтактной схеме широкополосные фазовые модуляторы вспомогательной и компенсирующей модуляции, дополнительные выходы преобразователя прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции соединены с симметричными опорными входами импульсного преобразователя, дополнительным опорным входом соединенного с выходом источника вторичного питания и основным входом соединенного с дополнительным выходом преобразователя пилообразного напряжения компенсирующей фазовой модуляции, управляющими входами соединенного с двумя дополнительными выходами импульсного преобразователя, выходы многоканального формирователя синхронизирующих импульсов соединены с управляющими входами синхронных детекторов усилителя-преобразователя прямоугольного напряжения и второго фазочувствительного выпрямителя, а также с управляющими входами коммутаторов преобразователя прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции и источника вторичного питания, при этом синхроимпульс на управляющем входе усилителя-преобразователя прямоугольного напряжения имеет длительность менее времени обхода светом измерительного волоконного контура с интервалом следования, равным сдвигу синхроимпульсов на управляющих входах фазочувствительных выпрямителей и менее длительности синхроимпульса на первом управляющем входе преобразователя прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции с интервалом следования, равным интервалу следования синхроимпульса на управляющих входах второго фазочувствительного выпрямителя, синхроимпульс типа меандр скважностью 2 на втором управляющем входе преобразователя прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции имеет интервал следования, равный периоду частоты вспомогательной фазовой модуляции, кратного интервалу следования синхроимпульсов на управляющих входах фазочувствительных выпрямителей.The proposed wide-range VOIUS differs from the prototype in that the output of the radiation source is optically connected by the first feedback to its input through a second photodetector module integrated into the source of the photo diode, in addition, the radiation source is covered by a second feedback containing a temperature sensor (thermistor) connected to the microcooler ( based on the Peltier effect) through a thermal control amplifier in the form of a series-connected bridge amplifier and a power amplifier, with a micro-cooler and a thermistor, including The feedback amplifier of the bridge amplifier is integrated into the radiation source, the splitting-connection device is made in the form of an input splitter and an optical integrated circuit containing a waveguide polarizer and a Y-shaped waveguide distributor, the output arms of which include broadband (w / n) phase modulators, optically coupled to a measuring fiber circuit with a long fiber L≤C / 2fn, where C is the speed of light in vacuum, n is the refractive index of the fiber, f <l / 2r is the signal frequency of the auxiliary phase module rectangular, r is the time by which the light passes around the measuring circuit, while the second output of the input splitter is optically coupled through a segment of a multimode fiber with a photodiode, with the bias voltage applied back to the first photodetector module with isolation capacitors at the differential inputs, to the signal conversion and isolation device a rectangular-voltage amplifier-converter with differential output, implemented according to the scheme of double synchronous detection with one a control input in the form of two differential amplifiers sequentially connected through synchronous detectors with isolation capacitors at the differential inputs, a second phase-sensitive rectifier with two control inputs, an input through a separation capacitor connected to one of the differential outputs of the rectangular voltage amplifier-converter, an auxiliary phase modulation rectangular voltage converter with two control inputs, connected by the main input to the output one phase-sensitive rectifier and an additional input - with the output of the secondary power supply, a sawtooth voltage converter of compensating phase modulation with two control inputs, connected by an input through the first phase-sensitive rectifier with isolation capacitors at the input, with the output of the rectangular-voltage amplifier-converter, in this case, with differential output, the main output of the converter of rectangular voltage auxiliary phase modulation is connected to the main the output of the sawtooth voltage converter of compensating phase modulation through the broadband phase modulators of auxiliary and compensating modulation parallel-connected in a push-pull circuit, the additional outputs of the rectangular phase voltage converter of the auxiliary phase modulation are connected to the symmetrical reference inputs of the pulse converter, an additional reference input connected to the output of the secondary power source and the main input connected to the auxiliary output pre a compensating phase-modulated ramp voltage generator, the control inputs connected to two additional outputs of the pulse converter, the outputs of the multi-channel synchronizing pulse shaper are connected to the control inputs of the synchronous detectors of the rectangular voltage amplifier-converter and the second phase-sensitive rectifier, as well as to the control inputs of the switches of the rectangular phase voltage converter of the auxiliary phase modulation and source of secondary n at the same time, the sync pulse at the control input of the rectangular-voltage amplifier-converter has a duration shorter than the time it takes for the light to bypass the measuring fiber circuit with a repetition interval equal to the shift of the clock pulses at the control inputs of phase-sensitive rectifiers and less than the sync pulse at the first control input of the square-wave converter of auxiliary phase modulation with an interval sequence equal to the interval following the clock on the control inputs of the second the first phase-sensitive rectifier, the synchronous clock duty cycle
Положительный результат изобретения заключается в понижении уровня погрешности масштабного коэффициента в широком диапазоне скоростей путем применения оптической интегральной схемы с широкополосными фазовыми модуляторами, выбора оптимальной длины измерительного волоконного контура и частоты фазовой модуляции, а также схемотехнических решений в части улучшения соотношения сигнал/шум, компенсации дрейфа фазовых сдвигов излучений и стабилизации мощности и температуры источника излучения.A positive result of the invention is to reduce the level of error of the scale factor in a wide range of speeds by applying an optical integrated circuit with broadband phase modulators, choosing the optimal length of the measuring fiber circuit and the frequency of the phase modulation, as well as circuitry solutions in terms of improving the signal-to-noise ratio, compensating for phase drift shifts of radiation and stabilization of power and temperature of the radiation source.
Предлагаемый ВОИУС обеспечивает взаимосвязь с органами управления и отвечает общим требованиям по технике безопасности.The proposed WOIUS provides interconnection with governing bodies and meets the general safety requirements.
Совокупность существенных признаков заявленного устройства в процессе поиска известных технических решений в науке и технике не обнаружена.The set of essential features of the claimed device in the search for known technical solutions in science and technology is not found.
Предлагаемое изобретение поясняется схемами, приведенными на Фиг.1-15.The invention is illustrated by the schemes shown in Fig.1-15.
На Фиг.1 приведена структурная схема ВОИУС, которая включает чувствительный элемент содержащий источник излучения 1, деполяризатор 2, входной разветвитель 3, оптическую интегральную схему 4, содержащую волноводный поляризатор П и Y-образный волноводный распределитель с широкополосными фазовыми модуляторами ФМ1 и ФМ2 на выходных плечах, измерительный волоконный контур (НВК) 5, первый фотоприемный модуль 6, соединенные путем сварки С1-С6, устройство преобразования и выделения сигнала содержащее многоканальный формирователь синхронизирующих импульсов 7, усилитель-преобразователь прямоугольного напряжения (ЧП) 8, первый фазочувствительный выпрямитель (ФИВ) 9, второй фазочувствительный выпрямитель 10, преобразователь прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции 11, преобразователь пилообразного напряжения компенсирующей фазовой модуляции 12, импульсный преобразователь 13 и источник вторичного питания 14, устройство стабилизации мощности излучения, содержащее второй фотоприемный модуль 15, выходом соединенный с источником 1, а входом - с встроенным в источник 1 фотодиодом, устройство стабилизации температуры, содержащее усилитель терморегулирования 16, выходом соединенный с микроохладителем, встроенным с термодатчиком в источник 1.Figure 1 shows the structural diagram of VOIUS, which includes a sensitive element containing a
На Фиг.2 приведена принципиальная электрическая схема первого фотоприемного модуля 6.Figure 2 shows the circuit diagram of the
На Фиг.3 приведена функциональная схема многоканального формирователя синхронизирующих импульсов 7.Figure 3 shows the functional diagram of a multi-channel shaper of synchronizing
На Фиг.4 приведена функциональная схема усилителя-преобразователя прямоугольного напряжения 8.Figure 4 shows the functional diagram of the amplifier-Converter
На Фиг.5 приведена функциональная схема первого фазочувствительного выпрямителя 9.Figure 5 shows the functional diagram of the first phase-
На Фиг.6 приведена функциональная схема второго фазочувствительного выпрямителя 10.Figure 6 shows the functional diagram of the second phase-
На Фиг.7 приведена функциональная схема преобразователя прямоугольного напряжения вспомогательной фазовой модуляции 11.Figure 7 shows the functional diagram of the Converter rectangular voltage
На Фиг.8 приведена функциональная схема преобразователя пилообразного напряжения компенсирующей фазовой модуляции 12.On Fig shows a functional diagram of the Converter sawtooth voltage compensating
На Фиг.9 приведена принципиальная электрическая схема интегратора ИЗ преобразователя 12.Figure 9 shows the circuit diagram of the integrator FROM the
На Фиг.10 приведена функциональная схема импульсного преобразователя 13.Figure 10 shows the functional diagram of the
На Фиг.11 приведена принципиальная электрическая схема второго фотоприемного модуля 15.Figure 11 shows a circuit diagram of a
На Фиг.12 приведена принципиальная электрическая схема усилителя терморегулирования 16.Figure 12 shows a circuit diagram of a
На Фиг.13 приведена временная диаграмма работы ВОИУС.On Fig shows a timing diagram of the operation of WOIUS.
На Фиг.14 приведена временная диаграмма работы ВОИУС при отклонении крутизны фазовых модуляторов ФМ1 и ФМ2.On Fig shows a timing diagram of the operation of VOIUS when deviating the slope of the phase modulators FM1 and FM2.
На Фиг.15 приведена временная диаграмма работы импульсного преобразователя 13.On Fig shows a timing diagram of the operation of the
При измерении угловой скорости путем формирования в оптической цепи фазовых сдвигов встречных излучений, интерференции излучений и преобразования приращения интенсивности излучения в электрический сигнал в виде последовательности импульсов заданной длительности и частотой пропорциональной скорости, с соответствующего направлению движения выхода ИП13, предлагаемый ВОИУС работает следующим образом.When measuring the angular velocity by forming phase shifts of counterpropagating radiation in the optical circuit, interfering with the radiation and converting the radiation intensity increment into an electrical signal in the form of a train of pulses of a given duration and frequency proportional to the speed corresponding to the direction of IP13 output, the proposed VOIUS works as follows.
Излучение источника 1 (Фиг.1) попадает через последовательно оптически связанные деполяризатор 2 и входной разветвитель 3 на оптическую интегральную схему 4, где проходит поляризатор П и расщепляется Y-образным волноводным распределителем на два равных по интенсивности излучения, встречно распространяющиеся в ИВК5 и модулируемые, с противоположными фазовыми сдвигами, модуляторами ФМ1 и ФМ2.The radiation of source 1 (Fig. 1) passes through a series of optically coupled
При наличии сигнала Vв (1, Фиг.13) с основного выхода ПВМ11 (Фиг.7) встречные излучения, прошедшие за время τ контур ИВК5, имеют на его выходе фазовые сдвиги (2 и 3, Фиг.13). Затем встречные излучения повторно модулируются и имеют фазовые сдвиги (4 и 5, Фиг.13). При наличии расчетной амплитуды фазовых сдвигов (2 и 3, Фиг.13) между встречными излучениями, суммарная разность фаз Δφ (6, Фиг.13) имеет (до момента t1) вид суммы двух последовательностей кратковременных импульсов противоположного знака амплитудой π/2 рад, длительностью τ и частотой сигнала Vв (1, Фиг.13), при этом сдвиг между импульсами противоположного знака равен полупериоду частоты напряжения вспомогательной фазовой модуляции. При этом для слежения за крутизной фазовых модуляторов амплитуда фазовых сдвигов (2-5, Фиг.13) периодически кратковременно увеличивается в три раза.In the presence of a signal V in (1, Fig. 13) from the main output of FDA11 (Fig. 7), the counterpropagating emissions that have passed during the time of the IVK5 circuit have phase shifts at its output (2 and 3, Fig. 13). Then the oncoming radiation is re-modulated and has phase shifts (4 and 5, Fig.13). If there is a calculated amplitude of phase shifts (2 and 3, Fig. 13) between counterpropagating emissions, the total phase difference Δφ (6, Fig. 13) has (up to time t 1 ) the form of the sum of two sequences of short-duration pulses of the opposite sign with an amplitude of π / 2 rad , duration τ and signal frequency V in (1, Fig. 13), while the shift between pulses of the opposite sign is equal to the half-period of the voltage frequency of the auxiliary phase modulation. Moreover, to monitor the steepness of the phase modulators, the amplitude of the phase shifts (2-5, Fig.13) periodically briefly increases three times.
При наличии фазы Саньяка Δφс (момента t1) суммарная разность фаз Δφ (6, Фиг.13) имеет составляющую, соответствующую знаку и пропорциональную величине измеряемой скорости.In the presence of the Sagnac phase Δφ s (moment t 1 ), the total phase difference Δφ (6, Fig.13) has a component corresponding to the sign and proportional to the measured speed.
После интерференции встречных излучений в Y-образном волноводном распределителе приращение интенсивности излучения (7, Фиг.13) на втором выходе разветвителя 3 пропорционально COS Δφ и имеет вид чередующихся уровней. При этом до момента t1 имеем последовательность кратковременных уровней, равных нулю, а в интервале от момента t1 до момента t2 (момент полной компенсации фазы Саньяка) имеем последовательность кратковременных уровней, отличных от нуля. С момента t2 суммарная разность фаз Δφ (6, Фиг.13) и приращение интенсивности (7, Фиг.13) аналогичны последовательностям уровней до момента t1.After interference of counterpropagating emissions in a Y-shaped waveguide distributor, the increase in radiation intensity (7, Fig. 13) at the second output of
Преобразование приращения интенсивности излучения (7, Фиг.13) в электрический сигнал V
Синхроимпульс Ф1 (8, Фиг.13), подаваемый на управляющий вход синхронных детекторов усилителя-преобразователя прямоугольного напряжения 8 (Фиг.4), имеет длительность менее времени τ обхода светом измерительного контура 5. Интервал следования синхроимпульса Ф1 (интервал следования низкого уровня при нормально замкнутых контактах синхронных детекторов Д1 и Д2) равен сдвигу между синхроимпульсами Ф2 (9, Фиг.13) и Ф3 (10, Фиг.13), подаваемых на управляющий вход синхронных детекторов Д3 и Д4 первого фазочувствительного выпрямителя 9 (Фиг.5), а именно нечетному числу полу периодов (один полупериод на Фиг.13) частоты сигнала Vв (1, Фиг.13) с основного выхода ПВМ 11 (Фиг.7).The sync pulse F1 (8, Fig. 13), applied to the control input of synchronous detectors of the rectangular-voltage amplifier-transformer 8 (Fig. 4), has a duration shorter than the time τ bypassing the light of the
Частота синхроимпульсов Ф2 (9, Фиг.13), Ф3 (10, Фиг.13), Ф4 (11, Фиг.13) и Ф5 (12, Фиг.13) кратна, а длительность менее полупериода частоты сигнала Vв (1, Фиг.13). При этом сдвиг синхроимпульсов Ф4 (11, Фиг.13) и Ф5 (12, Фиг.13), подаваемых на управляющий вход синхронных детекторов Д5 и Д6 второго фазочувствительного выпрямителя 10 (Фиг.6), менее длительности низкого уровня синхроимпульса Ф6 (13, Фиг.13), подаваемого на управляющий вход сдвоенного последовательно-параллельного коммутатора 1К преобразователя ПВМ 11 (Фиг.7). Частота следования низкого уровня синхроимпульса Ф6 (13, Фиг.13), подаваемого для трехкратного увеличения амплитуды фазовых сдвигов (2 и 3, Фиг.13), кратна частоте следования синхроимпульсов Ф7 и Ф8 (14 и 15, Фиг.13) типа “меандр” скважностью 2 на управляющем входе последовательно-параллельного коммутатора 2К преобразователя ПВМ 11 (Фиг.7) и схемы управления ИВП 14 (Фиг.1).The frequency of the clock pulses Ф2 (9, Fig.13), Ф3 (10, Fig.13), Ф4 (11, Fig.13) and Ф5 (12, Fig.13) is multiple, and the duration is less than half the period of the signal frequency V in (1, Fig.13). In this case, the shift of the clock pulses F4 (11, Fig.13) and F5 (12, Fig.13) supplied to the control input of the synchronous detectors D5 and D6 of the second phase-sensitive rectifier 10 (Fig.6) is less than the duration of the low level of the clock pulse F6 (13, Fig. 13) supplied to the control input of a dual series-
Таким образом, при подаче синхроимпульса Ф1 (8, Фиг.13) на управляющий вход УП 8 (Фиг.4) синхронные детекторы Д1 и Д2 осуществляют “выборку-хранение” переменной составляющей приращения интенсивности излучения (7, Фиг.13). На симметричных выходах УП8 формируются сигналы V
При подаче синхроимпульсов Ф2 (9, Фиг.13) и Ф3 (10, Фиг.13) на управляющие входы первого фазочувствительного выпрямителя ФЧВ 9 (Фиг.5) синхронные детекторы Д3 и Д4 осуществляют через разделительные конденсаторы “выборку-хранение” сигналов V
При подаче синхроимпульсов Ф4 (11, Фиг.13) и Ф5 (12, Фиг.13) на управляющие входы второго фазочувствительного выпрямителя ФЧВ 10 (Фиг.6) синхронные детекторы Д5 и Д6 осуществляют через разделительный конденсатор “выборку-хранение” сигнала V
Сигнал Vи1 (22, Фиг.13) с выхода интегратора И1 первого фазочувствительного выпрямителя ФЧВ9 (Фиг.6) преобразуется входным коммутатором 3К преобразователя ПКМ 12 (Фиг.8), управляемого сигналом ИУ с ИП 13 (Фиг.10), в знакопеременный сигнал Vф1 (23, Фиг.13). Знак сигнала Vи1 (22, Фиг.13) зависит от знака скорости, а уровень - не только от величины скорости, но и от регулируемого по скорости коэффициента передачи интегратора И3 (Фиг.9) в ПКМ12 (Фиг.8), что улучшает соотношение сигнал/шум в широком диапазоне измеряемой скорости. А именно, коэффициент передачи интегратора И3 не только выставляется по команде переключателем диапазона (закорачивается резистор), но и снижается при нижнем пределе диапазона измеряемой скорости (шунтирование резистора диодами). Накопительный конденсатор интегратора И3 кратковременно шунтируется ключом, управляемым импульсом Vк4 для повышения быстродействия ВОИУС при изменении знака скорости. На выходе интегратора И3 формируется симметричный треугольной формы сигнал Vи3 (24, Фиг.13), амплитуда которого усиливается термокомпенсирующим усилителем УТ для обеспечения разности фаз Δφк=2π рад в момент “сброса пилы” (сигнал Vп, 25, Фиг.13), формируемой коммутатором 4К преобразователя ПКМ 12 (Фиг.8), управляемого сигналом ИУ с ИП 13 (Фиг.10), при этом “наклон пилы” (сигнал Vп, 25, Фиг.13) определяется величиной скорости.The signal V and 1 (22, Fig. 13) from the output of the integrator I1 of the first phase-sensitive rectifier ФЧВ9 (Fig. 6) is converted by the input switch 3K of the converter PCM 12 (Fig. 8), controlled by the signal of the IU with IP 13 (Fig. 10), into alternating the signal V f1 (23, Fig.13). The sign of the signal V and 1 (22, Fig. 13) depends on the sign of speed, and the level - not only on the magnitude of the speed, but also on the speed-adjustable transmission coefficient of the integrator I3 (Fig. 9) in PKM12 (Fig. 8), which improves signal to noise ratio over a wide range of measured speed. Namely, the transfer coefficient of the I3 integrator is not only set at the command of the range switch (the resistor is short-circuited), but also decreases at the lower limit of the measured speed range (shunting of the resistor by diodes). The storage capacitor of the integrator I3 is short-term shunted by a key controlled by a pulse V k4 to increase the speed of VOIUS when the speed sign changes. At the output of the integrator I3, a symmetric triangular waveform V and 3 is generated (24, Fig. 13), the amplitude of which is amplified by a thermocompensating amplifier UT to provide a phase difference Δφ k = 2π rad at the moment of “resetting the saw” (signal Vп, 25, Fig. 13) generated by the
При наличии сигнала Vп (25, Фиг.13) на основном выходе ПКМ12 (Фиг.8) встречные излучения, прошедшие за время τ контур ИВК5, имеют на его выходах фазовые сдвиги (26 и 27, Фиг.13) и после повторной модуляции - фазовые сдвиги (28 и 29, Фиг.13).In the presence of a signal Vп (25, Fig. 13) at the main output of PCM12 (Fig. 8), counterpropagating emissions that have passed during the time of the IVK5 circuit have phase shifts at its outputs (26 and 27, Fig. 13) and after repeated modulation - phase shifts (28 and 29, Fig. 13).
Разность фаз Δφк (30, Фиг.13), формируемая сигналом Vп (25, Фиг.13), подаваемым на фазовые модуляторы с основного выхода ПКМ 12 (Фиг.8), имеет вид составляющей уровнем равным и знаком противоположным фазе Саньяка, суммируемой с последовательностью кратковременных импульсов длительностью τ и амплитудой 2π рад, с частотой, пропорциональной скорости, а знаком, совпадающим со знаком фазы Саньяка.The phase difference Δφ to (30, Fig. 13) generated by the signal Vп (25, Fig. 13) supplied to the phase modulators from the main output of the PCM 12 (Fig. 8) has the form of a component equal to and sign opposite to the Sagnac phase, summed with a sequence of short-duration pulses of duration τ and amplitude 2π rad, with a frequency proportional to speed, and a sign coinciding with the sign of the Sagnac phase.
Канал стабилизации масштабного коэффициента работает следующим образом. При отклонении амплитуды разности фаз Δφв (1, Фиг.14) от расчетной величины изменяется суммарная разность фаз Δφ (2, Фиг.14). При трехкратном увеличении амплитуды Δφв (1, Фиг.14) синхроимпульсом Ф6 (3, Фиг.14), подаваемого на один из управляющих входов преобразователя ПВМ 11 (Фиг.7), приращение интенсивности излучения имеет составляющую в виде последовательности кратковременных импульсов, отличных от нуля, при Δφс=Δφк (4, Фиг.14) и при Δφс ≠ Δφк (5, Фиг.14).Channel stabilization scale factor works as follows. When the amplitude of the phase difference Δφ in (1, Fig. 14) deviates from the calculated value, the total phase difference Δφ (2, Fig. 14) changes. With a three-fold increase in the amplitude Δφ in (1, Fig. 14), the clock pulse F6 (3, Fig. 14), applied to one of the control inputs of the FDA converter 11 (Fig. 7), the radiation intensity increment has a component in the form of a sequence of short-time pulses, excellent from zero, with Δφ c = Δφ k (4, Fig. 14) and with Δφ c ≠ Δφ k (5, Fig. 14).
В этом случае при преобразовании приращения интенсивности излучения (4 и 5, Фиг.14) в электрический сигнал с выхода преобразователя УП 8 (Фиг.4), управляемого синхроимпульсом Ф1 (6, Фиг.14), формируется через разделительный конденсатор сигнал при Δφс=Δφк вида (7, Фиг.14) и при Δφс ≠ Δφк вида (8, Фиг.14), подаваемый на вход синхронных детекторов Д4 и Д5 выпрямителя ФЧВ 10 (Фиг.6), управляемых синхроимпульсом Ф4 (9, Фиг.14) и Ф5 (10, Фиг.14). На выходе синхронных детекторов Д4 и Д5 формируются при Δφс=Δφк сигналы (11 и 12, Фиг.14) и при Δφс ≠ Δφк сигналы (13 и 14, Фиг.14). Сигнал с выхода фильтра низких частот при Δφс=Δφк вида (15, Фиг.14) и при Δφс ≠ Δφк вида (16, Фиг.14) суммируется по дифференциальной схеме с сигналами разных уровней с выхода синхронных детекторов Д4 и Д5 (11-14, Фиг.14). В обоих случаях приращение сигнала V2 (17, Фиг.14) с выхода ФЧВ 10 (Фиг.6), суммируемое с сигналом от источника ИВП 14, изменяет уровень опорного напряжения ±Voп и тем самым изменяется амплитуда сигнала Vв с выхода преобразователя ПВМ 11 (Фиг.7) и сигнала Vп с выхода преобразователя ПКМ12 (Фиг.8). При этом выставляется расчетная амплитуда разности фаз Δφв=π/2 рад (1, Фиг.14) и разности фаз Δφк=Δφс рад в момент сброса пилы, следовательно, стабилизируется чувствительность и формируется непрерывный процесс компенсации фазы Саньяка и тем самым улучшается помехозащищенность ВОИУС. Кроме того, с изменением уровня опорного напряжения ±Voп изменяется частота следования импульсов с выхода ВОИУС (выход ИП 13, Фиг.10) и тем самым совместно с усилителем УТ преобразователя ПКМ 12 (Фиг.8), компенсирующим дрейф фазы Саньяка, обеспечивается стабилизация масштабного коэффициента измерителя.In this case, when converting the radiation intensity increment (4 and 5, Fig. 14) into an electric signal from the output of the converter unitary enterprise 8 (Fig. 4) controlled by the clock pulse F1 (6, Fig. 14), a signal is formed through a separation capacitor at Δφ s = Δφ to view (7, Fig. 14) and when Δφ with ≠ Δφ to view (8, Fig. 14), fed to the input of synchronous detectors D4 and D5 of the PCF rectifier 10 (Figure 6), controlled by the clock pulse F4 (9, Fig. 14) and F5 (10, Fig. 14). At the output of synchronous detectors D4 and D5, signals are generated at Δφ c = Δφ k (11 and 12, Fig. 14) and at Δφ c ≠ Δφ k signals (13 and 14, Fig. 14). The signal from the output of the low-pass filter at Δφ c = Δφ to the form (15, Fig. 14) and for Δφ with ≠ Δφ to the form (16, Fig. 14) is summed according to the differential circuit with signals of different levels from the output of the synchronous detectors D4 and D5 (11-14, Fig. 14). In both cases, the increment of the signal V 2 (17, Fig. 14) from the output of the PCF 10 (Fig. 6), summed with the signal from the source of the
Формирование с соответствующего знаку скорости выхода импульсного преобразователя ИП 13 (Фиг.10) последовательности импульсов заданной длительности, частотой, пропорциональной скорости, а также управляющих сигналов, подаваемых на преобразователь ПКМ 12 (Фиг.8), поясняется временной диаграммой, приведенной на Фиг.15. При этом показан процесс самонастройки преобразователя, а именно состояние первого D-триггера (делителя частоты 1Д) и тем самым выхода ИП 13 соответствует знаку скорости с учетом состояния первого RS-триггера (ячейка памяти 1RS).The formation of a sequence of pulses of a given duration, a frequency proportional to the speed, and also control signals supplied to the PCM converter 12 (Fig. 8) with the sign of the output speed of the pulse converter IP 13 (Fig. 10) is illustrated by the time diagram shown in Fig. 15 . At the same time, the converter’s self-tuning process is shown, namely, the state of the first D-trigger (1D frequency divider) and thereby the
Пусть до момента времени t1 положительному знаку скорости соответствует положительный уровень сигнала Vи1 (1, Фиг.15) с выхода ФЧВ 9 (Фиг.5), при этом на выходе первого D-триггера (1D, Фиг.10) уровень сигнала Л1 (2, Фиг.15) - ЛОГ.1, уровень сигнала Л1- (3, Фиг.15) - ЛОГ.0. Если состояние первого RS-триггера (1RS, Фиг.10) по выходу α (4, Фиг.15) - ЛОГ.0, по выходу δ (5, Фиг. 15) - ЛОГ.1, тогда уровень сигнала Л2- (6, Фиг.15) - ЛОГ.1, уровень сигнала Л2 (7, Фиг.15) - ЛОГ.0. Следовательно, уровень сигнала ИУ (8, Фиг.15) соответствует состоянию выхода α (4, Фиг.15) - ЛОГ.0, при этом знак сигнала Vф1 (9, Фиг.15 ) на инвертирующем входе интегратора И3 преобразователя ПКМ12 (Фиг.8) соответствует знаку сигнала Vи1 (1, Фиг.15). Наклон сигнала Vи3 (10, Фиг.15) на выходе интегратора ИЗ - отрицательный, что обуславливает при достижении порога срабатывания компаратора К2 (Фиг.10) появление высокого уровня (ЛОГ.1) сигнала Vк2 (11, Фиг.15).Let up to time t 1 a positive sign of speed corresponds to a positive signal level V and 1 (1, Fig. 15) from the output of the PCF 9 (Figure 5), while the output of the first D-trigger (1D, Figure 10) is the signal level L1 (2, Fig. 15) - LOG. 1, the signal level L1 - (3, Fig. 15) - LOG. 0. If the state of the first RS-trigger (1RS, Fig. 10) for the output α (4, Fig. 15) is LOG.0, for the output δ (5, Fig. 15) is LOG.1, then the signal level L2 is (6 , Fig.15) - LOG.1, the signal level L2 (7, Fig.15) - LOG.0. Therefore, the signal level of the DUT (8, Fig. 15) corresponds to the state of the output α (4, Fig. 15) - LOG.0, while the sign of the signal V f1 (9, Fig. 15) at the inverting input of the integrator I3 of the PCM12 converter (Fig. .8) corresponds to the sign of the signal V and 1 (1, Fig. 15). The slope of the signal V and 3 (10, Fig. 15) at the output of the integrator FROM is negative, which causes a high level (LOG.1) of the signal V k2 (11, Fig. 15) to occur when the threshold for operation of the comparator K2 (Fig. 10) is reached.
В этом случае состояние по выходу α (4, Фиг.15) - ЛОГ.1, по выходу δ (5, Фиг.15) - ЛОГ.0, уровень сигнала Л2- (6, Фиг.15) - ЛОГ.0, уровень сигнала ИУ (8, Фиг.15) - ЛОГ.1. Знак сигнала Vф1 (9, Фиг.15) устанавливается противоположным знаку сигнала Vи1 (1, Фиг.15). Наклон сигнала Vи3 (10, Фиг.15) становится положительным, что обуславливает при достижении порога срабатывания компаратора К1 (Фиг.10) появление высокого уровня (ЛОГ.1) сигнала Vк1 (12, Фиг.15). Вновь состояние первого RS-триггера (1RS, Фиг.10) по выходу α (4, Фиг.15) - ЛОГ.0, по выходу δ (5, Фиг.15) - ЛОГ.1, тогда уровень сигнала Л2- (6, Фиг.15) - ЛОГ.1, а уровень сигнала ИУ (8, Фиг.15) - ЛОГ.0. При этом фаза сигнала ИУ (8, Фиг.15) определяется исходным состоянием первого RS-триггера (1RS, Фиг.10) и изменяется с частотой, определяемой наклоном сигнала Vи3 (10, Фиг.15).In this case, the state at the output α (4, Fig. 15) is LOG.1, at the output δ (5, Fig. 15) is LOG.0, the signal level L2 is (6, Fig. 15) is LOG.0, the signal level of the DUT (8, Fig. 15) - LOG.1. The sign of the signal V f1 (9, Fig. 15) is set opposite to the sign of the signal V and 1 (1, Fig. 15). The slope of the signal V and 3 (10, Fig. 15) becomes positive, which causes, when the threshold for comparator K1 (Fig. 10) is reached, the appearance of a high level (LOG.1) of the signal V k1 (12, Fig. 15). Again, the state of the first RS-trigger (1RS, Figure 10) for the output α (4, Figure 15) is LOG.0, for the output δ (5, Figure 15) is LOG.1, then the signal level L2 is (6 , Fig. 15) - LOG.1, and the signal level of the DUT (8, Fig. 15) - LOG.0. In this case, the phase of the DUT signal (8, Fig. 15) is determined by the initial state of the first RS-trigger (1RS, Fig. 10) and changes with a frequency determined by the slope of the signal V and 3 (10, Fig. 15).
При появлении ЛОГ.1 по выходу α (4, Фиг.15) или выходу δ (5, Фиг.15) на выходах второго или третьего D-триггеров (формирователи импульсов заданной длительности 2D и 3D, Фиг.10) соответственно формируются высокие уровни сигналов Л3 (13, Фиг.15) и Л4 (15, Фиг.15), при этом уровни сигналов Л3- (14, Фиг.15) и Л4- (16, Фиг.15) - ЛОГ.0 (кратковременно). На входе и выходе четвертого и пятого D-триггеров (4D и 5D, Фиг.10) формируются при смене знака сигнала Vи3 (10, Фиг.15) соответственно сигналы Vк3 (17, Фиг.15), V
На выходе третьего RS-триггера (3RS, Фиг.10) уровень сигнала Л6 (21, Фиг.15) - ЛОГ.1 с момента высокого уровня (ЛОГ.1) сигнала Л4 (15, Фиг.15) и ЛОГ.0 с момента высокого уровня (ЛОГ.1) сигнала Л5 (19, Фиг.15). На выходе второго RS-триггера (2RS, Фиг.10) уровень сигнала Л7 (22, Фиг.15) - ЛОГ.1 с момента высокого уровня (ЛОГ.1) сигнала Л3 (13, Фиг.15) и ЛОГ.0 с момента высокого уровня (ЛОГ.1) сигнала Л5- (20, Фиг.15). При высоком уровне (ЛОГ.1) сигналов Л5- (20, Фиг.15) и Л6 (21, Фиг.15) уровень сигнала Л8 (23, Фиг.15) на выходе третьей ячейки И-НЕ (И3-, Фиг.10) - ЛОГ.0. Аналогично, при высоком уровне сигналов Л5 (19, Фиг.15) и Л7 (22, Фиг.15) уровень сигнала Л9 (24, Фиг.15) на выходе четвертой ячейки И-НЕ (И4-, Фиг.10) - ЛОГ.0.At the output of the third RS-trigger (3RS, Figure 10), the signal level L6 (21, Figure 15) is LOG.1 from the moment of a high level (LOG.1) of signal L4 (15, Fig.15) and LOG.0 s a high level moment (LOG.1) of the L5 signal (19, Fig. 15). At the output of the second RS-trigger (2RS, Figure 10), the signal level L7 (22, Figure 15) is LOG.1 from the moment of a high level (LOG.1) of signal L3 (13, Figure 15) and LOG.0 s moment of a high level (LOG.1) of signal L5 - (20, Fig. 15). At a high level (LOG.1) of signals L5 - (20, Fig. 15) and L6 (21, Fig. 15), the signal level L8 (23, Fig. 15) at the output of the third AND-NOT cell (I3 - , Fig. 10) - LOG. 0. Similarly, with a high level of signals L5 (19, Fig. 15) and L7 (22, Fig. 15), the signal level L9 (24, Fig. 15) at the output of the fourth AND-NOT cell (I4 - , Fig. 10) is the LOG .0.
Если уровень сигнала Л8 (23, Фиг.15) или Л9 (24, Фиг.15) - ЛОГ.0, тогда на выходе второй ячейки И-НЕ (И2-, Фиг.10) сигнал Л10 (25, Фиг.15) - ЛОГ.1. Аналогично, если уровень сигнала Л3- (14, Фиг.15) или Л4- (16, Фиг.15) - ЛОГ.0, тогда на выходе первой ячейки И-НЕ (И1-, Фиг.10) сигнал Л11 (26, Фиг.15) - ЛОГ.1. При высоком уровне сигнала Л10 (25, Фиг.15) или Л11 (26, Фиг.15) уровень сигнала Л12 (27, Фиг.15) на выходе второй ячейки ИЛИ-НЕ (2 ИЛИ-, Фиг.10) - ЛОГ.0. При этом если уровень сигнала Л1- (3, Фиг.15) на выходе первого D-триггера (1D, Фиг.10) - ЛОГ.0, тогда на выходе третьей ячейки ИЛИ-НЕ (3 ИЛИ-, Фиг.10) - ЛОГ.1.If the signal level L8 (23, Fig. 15) or L9 (24, Fig. 15) is LOG.0, then at the output of the second AND-NOT cell (I2 - , Fig. 10), signal L10 (25, Fig. 15) - LOG. 1. Similarly, if the signal level L3 - (14, Fig. 15) or L4 - (16, Fig. 15) - LOG.0, then at the output of the first cell AND-NOT (I1 - , Fig. 10), the signal L11 (26, Fig. 15) - LOG. 1. With a high signal level L10 (25, Fig. 15) or L11 (26, Fig. 15), the signal level L12 (27, Fig. 15) at the output of the second OR-NOT cell (2 OR - , Fig. 10) is LOG. 0. Moreover, if the signal level L1 - (3, Fig. 15) at the output of the first D-trigger (1D, Fig. 10) is LOG.0, then at the output of the third cell, OR-NOT (3 OR - , Fig. 10) - LOG. 1.
Таким образом, с одного из выходов преобразователя ИП 13 (Фиг.10), соответствующего положительному знаку сигнала Vи1 (1, Фиг.15), при срабатывании компараторов К1-К3 (Фиг.10) формируется (до момента времени t2) последовательность импульсов (28, Фиг.15) частотой, пропорциональной скорости.Thus, from one of the outputs of the converter IP 13 (Figure 10), corresponding to the positive sign of the signal V and 1 (1, Figure 15), when the comparators K1-K3 (Figure 10) are triggered, a sequence is formed (up to time t 2 ) pulses (28, Fig. 15) with a frequency proportional to speed.
Пусть в момент времени t2 знак сигнала Vи1 (1, Фиг.15) изменится на противоположный, следовательно, изменится фаза сигнала Vф1 (9, Фиг.15) и наклон сигнала Vи3 (10, Фиг.15). Однако при достижении сигналом Vи3 порога срабатывания компаратора (в нашем случае - К1, Фиг.10) опрокидывание первого RS-триггера (1RS, Фиг.10) при ЛОГ.0 по выходу α (4, Фиг.15) не происходит. При наличии высокого уровня сигнала Vк1 (12, Фиг.15) увеличивается сигнал Vк0 (30, Фиг.15) и при достижении порога срабатывания компаратора К4 (Фиг.10) шунтируется по сигналу Vк4 (31, Фиг.15) накопительный конденсатор в обратной связи интегратора И3. В этом случае сигнал Vи3 (10, Фиг.15) уменьшается до нуля, а на выходе первого D-триггера (1D, Фиг.10) устанавливается низкий уровень сигнала Л1 (2, Фиг.15) - ЛОГ.0 и высокий уровень сигнала Л1- (3, Фиг.15) - ЛОГ.1. Учитывая, что состояние первого RS-триггера (1RS, Фиг.10) по выходу α (4, Фиг.15) - ЛОГ.0, по выходу δ (5, Фиг.15) - ЛОГ.1, тогда уровень сигнала Л2- (6, Фиг.15) и уровень сигнала Л2 (7, Фиг.15 ) - ЛОГ.0.Suppose that at time t 2 the sign of the signal V and 1 (1, Fig. 15) will be reversed, therefore, the phase of the signal V ф1 (9, Fig. 15) and the slope of the signal V and 3 (10, Fig. 15) will change. However, when the signal V and 3 reaches the comparator threshold (in our case, K1, Figure 10), the first RS-trigger (1RS, Figure 10) does not roll over with
При низком уровне сигнала Л1 (2, Фиг. 15) уровень сигнала ИУ (8, Фиг.15) соответствует состоянию выхода δ (5, Фиг.15) - ЛОГ.1, при этом знак сигнала Vф1 (9, Фиг.15) на инвертирующем входе интегратора И3 преобразователя ПКМ12 (Фиг.8) противоположный знаку сигнала Vи1 (1, Фиг.15). Наклон сигнала Vи3 (10, Фиг.15) на выходе интегратора И3 - отрицательный, что обуславливает при достижении порога срабатывания компаратора К2 (Фиг.10) появление высокого уровня (ЛОГ.1) сигнала Vк2 (11, Фиг.5). В этом случае состояние по выходу α (4, Фиг.15) - ЛОГ.1, по выходу δ (5, Фиг.15) - ЛОГ.0, уровень сигнала Л2 (7, Фиг.15) - ЛОГ.1, уровень сигнала ИУ (8, Фиг.15) - ЛОГ.0. Знак сигнала Vф1 (9, Фиг. 15) соответствует знаку сигнала Vи1 (1, Фиг.15). Наклон сигнала Vи3 (10, Фиг.15) становится положительным, что обуславливает при достижении порога срабатывания компаратора К1 (Фиг.10) появление высокого уровня (ЛОГ.1) сигнала Vк1 (12, Фиг.15). В этом случае состояние первого RS-триггера (1RS, Фиг.10) по выходу α (4, Фиг.15) - ЛОГ.0, по выходу δ (5, Фиг.15) - ЛОГ.1, тогда уровень сигнала Л2 (7, Фиг.15) - ЛОГ.0, а уровень сигнала ИУ (8, Фиг.15) - ЛОГ.1.With a low signal level L1 (2, Fig. 15), the signal level of the DUT (8, Fig. 15) corresponds to the state of the output δ (5, Fig. 15) - LOG.1, while the signal sign is V f1 (9, Fig. 15) ) at the inverting input of the integrator I3 of the converter PCM12 (Fig. 8) opposite to the sign of the signal V and 1 (1, Fig. 15). The slope of the signal V and 3 (10, Fig. 15) at the output of the integrator I3 is negative, which causes a high level (LOG.1) of the signal V k2 (11, Fig. 5) to occur when the threshold for the operation of the comparator K2 (Fig. 10) is reached. In this case, the state at the output α (4, Fig. 15) is LOG.1, at the output δ (5, Fig. 15) is LOG.0, the signal level L2 (7, Fig. 15) is LOG.1, level signal DUT (8, Fig.15) - LOG. 0. The sign of the signal V f1 (9, Fig. 15) corresponds to the sign of the signal V and 1 (1, Fig. 15). The slope of the signal V and 3 (10, Fig. 15) becomes positive, which causes, when the threshold for comparator K1 (Fig. 10) is reached, the appearance of a high level (LOG.1) of the signal V k1 (12, Fig. 15). In this case, the state of the first RS-trigger (1RS, Figure 10) for the output α (4, Figure 15) is LOG.0, for the output δ (5, Figure 15) is LOG.1, then the signal level is L2 ( 7, Fig. 15) is LOG. 0, and the signal level of the DUT (8, Fig. 15) is LOG. 1.
Таким образом, при отрицательном знаке скорости уровень сигнала Л1 (2, Фиг.15) на выходе первого D-триггера (1D, Фиг.10) - ЛОГ.0, уровень сигнала ИУ (8, Фиг.15) соответствует уровню сигнала по выходу δ (5, Фиг.15) первого RS-триггера (1RS, Фиг.10) и при срабатывании компараторов К1-К3 (Фиг.10) аналогично положительному знаку скорости на выходе четвертой ячейки ИЛИ-НЕ (4 ИЛИ-, Фиг.10) формируется последовательность импульсов частотой, пропорциональной скорости.Thus, with a negative sign of speed, the signal level L1 (2, Fig. 15) at the output of the first D-trigger (1D, Fig. 10) is LOG.0, the signal level of the DUT (8, Fig. 15) corresponds to the signal level at the output δ (5, Fig. 15) of the first RS-trigger (1RS, Fig. 10) and when the comparators K1-K3 (Fig. 10) are triggered, it is similar to the positive sign of the speed at the output of the fourth cell OR-NOT (4 OR - , Fig. 10 ) a sequence of pulses is formed with a frequency proportional to speed.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002119333/28A RU2227272C2 (en) | 2002-07-17 | 2002-07-17 | Wide-range fiber-optical meter of angular velocity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002119333/28A RU2227272C2 (en) | 2002-07-17 | 2002-07-17 | Wide-range fiber-optical meter of angular velocity |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002119333A RU2002119333A (en) | 2004-03-20 |
| RU2227272C2 true RU2227272C2 (en) | 2004-04-20 |
Family
ID=32465246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002119333/28A RU2227272C2 (en) | 2002-07-17 | 2002-07-17 | Wide-range fiber-optical meter of angular velocity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2227272C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2283475C1 (en) * | 2005-05-11 | 2006-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственная компания "Оптолинк" | Fiber-optic gyroscope |
| RU2428736C1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-09-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Shaping device of bipolar reference voltage with reduced noise level |
| RU2448325C2 (en) * | 2010-06-04 | 2012-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Антарес" | Fibre-optic gyroscope having temperature-compensated digital output |
| RU2496132C1 (en) * | 2012-07-06 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Shaping device of reference voltage with reduced noise level |
| RU2497077C1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") | Fibre-optic angular speed metre |
| RU2834218C1 (en) * | 2024-06-10 | 2025-02-04 | Общество с ограниченной ответственностью "ТРАНСМАТИКА" | Device for determining parameters of rail vehicle motion |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0386739A2 (en) * | 1989-03-08 | 1990-09-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Phase modulated fiber-optic gyroscope |
| US5285257A (en) * | 1991-03-01 | 1994-02-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optic rotation sensing apparatus and related method including providing synchronous detection at a phase at which the AM noise is minimized |
| RU2098762C1 (en) * | 1995-06-14 | 1997-12-10 | Институт прикладной физики РАН | Fiber-optical gyro |
| RU2112927C1 (en) * | 1994-08-03 | 1998-06-10 | Производственное объединение "Корпус" | Fibre-optical meter of angular velocity |
| RU2142118C1 (en) * | 1998-06-29 | 1999-11-27 | Производственное объединение "Корпус" | Small-sized three-axes fiber-optical meter of angular velocity |
-
2002
- 2002-07-17 RU RU2002119333/28A patent/RU2227272C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0386739A2 (en) * | 1989-03-08 | 1990-09-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Phase modulated fiber-optic gyroscope |
| US5285257A (en) * | 1991-03-01 | 1994-02-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optic rotation sensing apparatus and related method including providing synchronous detection at a phase at which the AM noise is minimized |
| RU2112927C1 (en) * | 1994-08-03 | 1998-06-10 | Производственное объединение "Корпус" | Fibre-optical meter of angular velocity |
| RU2098762C1 (en) * | 1995-06-14 | 1997-12-10 | Институт прикладной физики РАН | Fiber-optical gyro |
| RU2142118C1 (en) * | 1998-06-29 | 1999-11-27 | Производственное объединение "Корпус" | Small-sized three-axes fiber-optical meter of angular velocity |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2283475C1 (en) * | 2005-05-11 | 2006-09-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Производственная компания "Оптолинк" | Fiber-optic gyroscope |
| RU2428736C1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-09-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Shaping device of bipolar reference voltage with reduced noise level |
| RU2448325C2 (en) * | 2010-06-04 | 2012-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Антарес" | Fibre-optic gyroscope having temperature-compensated digital output |
| RU2497077C1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") | Fibre-optic angular speed metre |
| RU2496132C1 (en) * | 2012-07-06 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Shaping device of reference voltage with reduced noise level |
| RU2834218C1 (en) * | 2024-06-10 | 2025-02-04 | Общество с ограниченной ответственностью "ТРАНСМАТИКА" | Device for determining parameters of rail vehicle motion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002119333A (en) | 2004-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101155162B (en) | Otdm-differential phase modulation signal generator | |
| JPS6129715A (en) | Device for measuring irreversible phase shift generated in closed loop interferometer | |
| EP0738873B1 (en) | Multi-axis optical fibre gyroscope | |
| JP5362180B2 (en) | Asynchronous demodulation of fiber optic gyroscope | |
| FR2654827A1 (en) | FIBER OPTIC MEASURING DEVICE, GYROMETER, NAVIGATION AND STABILIZATION CENTER. | |
| JP2002500376A (en) | Fiber optic gyroscope | |
| RU2444704C1 (en) | Fibre-optic gyroscope | |
| EP3049760A1 (en) | Interferometric system with multiaxial optical fibre and method for processing an interferometric signal in such a system | |
| Kersey et al. | Demodulation scheme fibre interferometric sensors employing laser frequency switching | |
| RU2227272C2 (en) | Wide-range fiber-optical meter of angular velocity | |
| RU2112927C1 (en) | Fibre-optical meter of angular velocity | |
| RU2130587C1 (en) | Method of processing of signal of circular interferometer of fiber-optics gyroscope (versions) | |
| RU2620933C1 (en) | Fiber optic gyroscope with a large dynamic range of measurement of angular speeds | |
| RU2160885C1 (en) | Method of stabilization of scale factor of fiber-optical gyroscope | |
| US5018860A (en) | Fiber optic gyroscope balanced plural serrodyne generators combined signal phase difference control | |
| CN111327366B (en) | System and method for fast locking minimum bias point of electro-optic intensity modulator | |
| RU2142118C1 (en) | Small-sized three-axes fiber-optical meter of angular velocity | |
| RU2343417C1 (en) | Method of low-frequency phase modulation for stabilisation of scale factor of fibre gyroscope | |
| CN201830267U (en) | Photon type digital microwave frequency measuring device adopting phase shift comb type filter array | |
| RU2497077C1 (en) | Fibre-optic angular speed metre | |
| CN107917705B (en) | Real-time tracking device and method for transition time of fiber-optic gyroscope | |
| RU2441202C2 (en) | Method for eliminating dead zones in fibre-optic gyroscope | |
| RU2146807C1 (en) | Method of compensation of phase difference in ring interferometer of fiber-optical gyroscope | |
| EP0501461A1 (en) | Fiber optic gyro | |
| Lo et al. | Silicon photonics MIOC with forward-biased phase modulators for closed-loop operation in an interferometric fiber optic gyroscope |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110718 |