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JP2001141464A - Signal processing method and apparatus in phase modulation type optical fiber gyro - Google Patents

Signal processing method and apparatus in phase modulation type optical fiber gyro

Info

Publication number
JP2001141464A
JP2001141464A JP32563899A JP32563899A JP2001141464A JP 2001141464 A JP2001141464 A JP 2001141464A JP 32563899 A JP32563899 A JP 32563899A JP 32563899 A JP32563899 A JP 32563899A JP 2001141464 A JP2001141464 A JP 2001141464A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
output
amplifier
phase
optical fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP32563899A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michihiko Mimura
道彦 三村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tamagawa Seiki Co Ltd
Original Assignee
Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tamagawa Seiki Co Ltd filed Critical Tamagawa Seiki Co Ltd
Priority to JP32563899A priority Critical patent/JP2001141464A/en
Publication of JP2001141464A publication Critical patent/JP2001141464A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、位相遅れ情報を含む光学系出力で
検波クロックを補正して検波エラーを低減した位相変調
型光ファイバジャイロにおける信号処理方法及び装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明による位相変調型光ファイバジャ
イロにおける信号処理方法は、発振回路(15)から伝送さ
れる角速度に基づいて光を変調すると共にこの光の位相
差を干渉させて光学系出力(S)を生成し、光学系出力(S)
を電気系の入力アンプ(11)にて増幅して得る被検波光学
系出力(S1)をロックインアンプ(17)に入力すると共に被
検波光学系出力(S1)に含まれる位相遅れ情報に基づき発
振回路(15)から伝送される角速度を補正して同期検波す
ることにより検波エラーを低減したジャイロ出力(18a)
を得る。
(57) Abstract: The present invention provides a signal processing method and apparatus in a phase modulation type optical fiber gyro in which a detection clock is corrected by an optical system output including phase delay information to reduce a detection error. Aim. SOLUTION: The signal processing method in the phase modulation type optical fiber gyro according to the present invention modulates light based on an angular velocity transmitted from an oscillation circuit (15) and interferes with a phase difference of the light to output an optical system output ( (S) to generate the optical system output (S)
The detected optical system output (S1) obtained by amplifying the signal by the electric input amplifier (11) is input to the lock-in amplifier (17) and based on the phase delay information included in the detected optical system output (S1). Gyro output (18a) with reduced detection error by correcting the angular velocity transmitted from the oscillation circuit (15) and performing synchronous detection
Get.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両、船舶、ロボ
ットなどに搭載され、発生する角速度を計測するレート
センサに関するもので、光のサニャック効果を利用して
角速度を計測する位相変調型光ファイバジャイロに関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rate sensor mounted on a vehicle, a ship, a robot, or the like, for measuring an angular velocity generated, and a phase modulation type optical fiber for measuring an angular velocity by utilizing a Sagnac effect of light. It is about gyro.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、用いられていたこの種の装置とし
ては、図3に示される位相変調型光ファイバジャイロを
挙げることができる。すなわち、図3において符号1で
示されるものは光ファイバで形成された輪状のセンシン
グコイル2を有する光学系であり、このセンシングコイ
ル2は、第1カプラ3、ポラライザ4及び第2カプラ5
を介して光源モジュール6及び検出器モジュール7に光
ファイバ8で接続されている。前記センシングコイル2
と第1カプラ3との間には、この光ファイバ8に接しか
つセンシングコイルの近傍に位置する状態で周知のピエ
ゾ素子(PZT)からなる位相変調器9が設けられてい
る。このような光学系1において、光源モジュール6か
らファイバ8に入光されるレーザ光は、第2カプラ5、
ポラライザ4及び第1カプラ3を経て位相変調器9で変
調された後、センシングコイル2に入光される。センシ
ングコイル2に入光されたレーザ光は、再び第1カプラ
3、ポラライザ4及び第2カプラ5を経て検出器モジュ
ール7で光電変換されて光学系出力Sが取り出される。
2. Description of the Related Art A phase modulation type optical fiber gyro shown in FIG. 3 is an example of this type of apparatus conventionally used. That is, what is indicated by reference numeral 1 in FIG. 3 is an optical system having a ring-shaped sensing coil 2 formed of an optical fiber, and the sensing coil 2 includes a first coupler 3, a polarizer 4, and a second coupler 5.
Are connected to a light source module 6 and a detector module 7 via an optical fiber 8. The sensing coil 2
A phase modulator 9 composed of a well-known piezo element (PZT) is provided between the first coupler 3 and the optical fiber 8 in a state of being in contact with the optical fiber 8 and in the vicinity of the sensing coil. In such an optical system 1, laser light entering the fiber 8 from the light source module 6 is transmitted to the second coupler 5,
After being modulated by the phase modulator 9 via the polarizer 4 and the first coupler 3, the light enters the sensing coil 2. The laser light incident on the sensing coil 2 passes through the first coupler 3, the polarizer 4, and the second coupler 5 again, is photoelectrically converted by the detector module 7, and the optical system output S is extracted.

【0003】前記光学系1には、電気系10が接続さ
れ、この電気系10の入力アンプ11には前記光学系出
力Sが入力され被検波光学系出力S1として出力される
構成になっている。この被検波光学系出力S1には周知
のサニャック効果による位相差Δθが含まれている。こ
の入力アンプ11の出力側には光源駆動回路12、変調
制御回路14及びロックインアンプ17が接続されてい
る。前記光源駆動回路12はレーザドライバ13を介し
て前記光源モジュール6に接続され、前記変調制御回路
14はロックインアンプ17に検波クロック15aを供
給する発振回路15と前記位相変調器9に接続されたド
ライバ16とに接続され、前記ロックインアンプ17は
出力アンプ18に接続されている。従来の位相変調型光
ファイバジャイロ装置は、上述のような構成により被検
波光学系出力S1をロックインアンプ17で同期検波
し、角速度により発生する光の位相差を干渉させて周知
の光のサニャック効果により出力アンプ18を経てジャ
イロ出力18aを得るように構成されている。なお、被
検波光学系出力S1とサニャック位相差の関係式につい
ては後述する。
[0003] An electric system 10 is connected to the optical system 1, and an input amplifier 11 of the electric system 10 receives the optical system output S and outputs it as an output S1 to be detected. . The detected optical system output S1 includes a phase difference Δθ due to the well-known Sagnac effect. A light source drive circuit 12, a modulation control circuit 14, and a lock-in amplifier 17 are connected to the output side of the input amplifier 11. The light source drive circuit 12 is connected to the light source module 6 via a laser driver 13, and the modulation control circuit 14 is connected to an oscillation circuit 15 that supplies a detection clock 15 a to a lock-in amplifier 17 and the phase modulator 9. The lock-in amplifier 17 is connected to an output amplifier 18. The conventional phase modulation type optical fiber gyro apparatus has a configuration as described above, and synchronously detects the output S1 of the optical system to be detected by the lock-in amplifier 17 and interferes with the phase difference of the light generated due to the angular velocity to produce a known light Sagnac. The gyro output 18a is obtained through the output amplifier 18 by the effect. The relational expression between the output S1 of the test wave optical system and the Sagnac phase difference will be described later.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の位相変調型光フ
ァイバジャイロは、以上のように構成されていたため、
次のような課題が存在していた。すなわち、上述のよう
なセンシングコイル2内で角速度に応じて発生するサニ
ャック効果による光量変動をロックインアンプ17にて
変調周波数と等しい周波数の検波クロック15aで同期
検波を行うことにより角速度信号を取り出している。し
かし、位相変調器9を構成するピエゾ素子(PZT)
は、圧電素子にファイバを巻回してファイバを圧縮させ
るものであるため機械的な遅れを生じさせており、ま
た、ロックインアンプ17までの経路においても位相遅
れが生じるため、ロックインアンプ17における実際の
同期検波では、検波クロック15aと被検波光学系出力
S1との間に位相遅れが存在していた。このように被検
波光学系出力S1に含まれる変調信号に対する位相遅れ
は種々の要因(例えば温度変化など)により変動するた
め、同期検波によるエラーを生じさせていた。
Since the conventional phase modulation type optical fiber gyro has the above-mentioned structure,
The following issues existed. That is, the light quantity fluctuation due to the Sagnac effect generated according to the angular velocity in the sensing coil 2 as described above is synchronously detected by the lock-in amplifier 17 with the detection clock 15a having the frequency equal to the modulation frequency, and the angular velocity signal is extracted. I have. However, a piezo element (PZT) constituting the phase modulator 9
Causes a mechanical delay because the fiber is wound around the piezoelectric element to compress the fiber, and also causes a phase delay in the path to the lock-in amplifier 17. In the actual synchronous detection, there was a phase delay between the detection clock 15a and the output S1 of the detection target optical system. As described above, since the phase delay with respect to the modulation signal included in the output S1 of the detection target optical system fluctuates due to various factors (for example, a temperature change), an error occurs due to the synchronous detection.

【0005】本発明は、上述のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、同期検波におけるエラーを
補償するために、同期検波に用いる変調周波数成分のク
ロックに位相遅れの情報を持った光学系出力をミックス
することにより、検波クロックを位相遅れやその変動成
分で補正し、同期検波によるエラーを無くするようにし
た位相変調型光ファイバジャイロにおける信号処理方法
及び装置を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. In particular, in order to compensate for errors in synchronous detection, clocks of modulation frequency components used for synchronous detection have phase delay information. To provide a signal processing method and apparatus in a phase modulation type optical fiber gyro that corrects a detection clock by a phase delay and its fluctuation component by mixing the output of the optical system, and eliminates an error due to synchronous detection. It is the purpose.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の位相変調型光フ
ァイバジャイロにおける信号処理方法は、光源からの光
を光ファイバよりなるセンシングコイルに案内し、発振
回路から伝送される角速度に基づいて位相変調器にて光
を変調すると共に光の位相差を干渉させて光学系出力を
生成し、前記光学系出力を電気系の入力アンプにて増幅
して得る被検波光学系出力をロックインアンプに入力す
ると共に前記発振回路から伝送される角速度を用いて前
記被検波光学系出力を同期検波することによりジャイロ
出力を得る光ファイバジャイロにおける信号処理方法に
おいて、前記被検波光学系出力に含まれる位相遅れ情報
に基づき前記発振回路から前記ロックインアンプに伝送
される検波クロックの角速度を補正する方法である。さ
らに詳細には、前記検波クロックの角速度の補正は、前
記発振回路と前記ロックインアンプとの間に設けられた
位相補正器によって行う方法である。また、本発明の位
相変調型光ファイバジャイロ装置は、光源からの光を光
ファイバよりなるセンシングコイルに案内し、位相変調
器にて発振回路から伝送される角速度に基づいて光を変
調すると共に光の位相差を干渉させて光学系出力を生成
し、前記光学系出力を電気系の入力アンプにて増幅して
得る被検波光学系出力をロックインアンプに入力すると
共に前記発振回路から伝送される角速度を用いてロック
インアンプにて前記被検波光学系出力を同期検波するこ
とによりジャイロ出力を得る光ファイバジャイロ装置に
おいて、前記発振回路と前記ロックインアンプとの間
に、前記被検波光学系出力に含まれる位相遅れ情報に基
づいて前記ロックインアンプに伝送される検波クロック
の角速度を補正する位相補正器を設けた構成である。
A signal processing method in a phase modulation type optical fiber gyro according to the present invention guides light from a light source to a sensing coil formed of an optical fiber, and controls a phase based on an angular velocity transmitted from an oscillation circuit. The optical system output is generated by modulating the light with the modulator and interfering the phase difference of the light, and the output of the detected optical system obtained by amplifying the output of the optical system by the input amplifier of the electric system is supplied to the lock-in amplifier. A signal processing method in an optical fiber gyro that obtains a gyro output by synchronously detecting an output of the detected optical system using an angular velocity that is input and transmitted from the oscillation circuit, wherein a phase delay included in the output of the detected optical system is provided. A method for correcting an angular velocity of a detection clock transmitted from the oscillation circuit to the lock-in amplifier based on information. More specifically, the angular velocity of the detection clock is corrected by a phase corrector provided between the oscillation circuit and the lock-in amplifier. Further, the phase modulation type optical fiber gyro device of the present invention guides light from a light source to a sensing coil formed of an optical fiber, modulates the light based on an angular velocity transmitted from an oscillation circuit by a phase modulator, and modulates the light. The optical system output is generated by causing the phase difference of the optical system to interfere, and the detected optical system output obtained by amplifying the optical system output by an electrical input amplifier is input to the lock-in amplifier and transmitted from the oscillation circuit. In an optical fiber gyro device that obtains a gyro output by synchronously detecting the output of the detected optical system with a lock-in amplifier using an angular velocity, the output of the detected optical system is provided between the oscillation circuit and the lock-in amplifier. And a phase corrector that corrects the angular velocity of the detection clock transmitted to the lock-in amplifier based on the phase delay information included in the lock-in amplifier.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1は本発明によ
る位相変調型光ファイバジャイロの構成を示すブロック
図である。また、図2は本発明による位相変調型光ファ
イバジャイロの出力特性を示す特性図である。なお、従
来の技術と同一または同等部分については同一符号を用
いて説明する。図1において符号20で示されるもの
は、例えばフリップフロップ回路によって構成される位
相補正器であり、この位相補正器20のフリップフロッ
プの入力端に発振回路15から出力される変調角速度ω
mの検波クロック15aを入力すると共に、前記フリッ
プフロップのゲートに入力アンプ11を介して被検波光
学系出力S1を入力するような回路構成になっている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a phase modulation type optical fiber gyro according to the present invention. FIG. 2 is a characteristic diagram showing output characteristics of the phase modulation type optical fiber gyro according to the present invention. Note that the same or equivalent parts as those in the related art will be described using the same reference numerals. 1 is a phase corrector constituted by, for example, a flip-flop circuit. The modulation angular velocity ω output from the oscillation circuit 15 is input to the input terminal of the flip-flop of the phase corrector 20.
The circuit configuration is such that the detection clock 15a of m is input and the output S1 of the optical system to be detected is input to the gate of the flip-flop via the input amplifier 11.

【0008】ここで、位相変調型光ファイバジャイロに
おける前記被検波光学系出力S1は次式(1)で表され
る。
The output S1 of the optical system to be detected in the phase modulation type optical fiber gyro is represented by the following equation (1).

【数1】 ただし、L:干渉有効ファイバ長、a:コイル半径、
C:光速、λ:光の波長、ω:入力角速度、である。ま
た、左右両回り光の干渉位相差であるサニャック位相差
△θは次式(2)で表され、角速度(ω)が含まれてい
る。
(Equation 1) Here, L: effective interference fiber length, a: coil radius,
C: speed of light, λ: wavelength of light, ω: input angular velocity. The Sagnac phase difference △ θ, which is the interference phase difference between the left and right bidirectional lights, is represented by the following equation (2), and includes the angular velocity (ω).

【数2】 ただし、EL、ER:左右両回り光の振幅、ωλ:光の角
速度、ωm:変調角速度、b:変調信号の振幅、φ:変
調による左右両回り光の光の位相差、である。ここで、
ベッセル関数を用いて前記式(1)を次数ごとに展開す
ると次式(3)を得る。
(Equation 2) Here, E L and E R are the amplitudes of the left and right light, ω λ is the angular velocity of the light, ω m is the modulation angular velocity, b is the amplitude of the modulation signal, and φ is the phase difference of the light of the left and right light. is there. here,
The following equation (3) is obtained by expanding the equation (1) for each order using the Bessel function.

【数3】 但し、Jn(m)は変調指数mの時のn次波の係数(第1
種ベッセル関数)である。従って、前記式(3)から、
発振回路15から入力される角速度ωmの変調周波数を
用いてロックインアンプ17で前記被検波光学系出力S
1の同期検波を行えば、サニャック位相差△θを検波で
きる。なお、ここでは被検波光学系出力S1とサニャッ
ク位相差Δθとの関係について説明したが、前記式
(1)から式(3)は検波器モジュール7から出力され
る光学系出力Sとサニャック位相差Δθとの間に成立す
る一般式である。
(Equation 3) Here, J n (m) is the coefficient of the n-th wave when the modulation index is m (first
Kind Bessel function). Therefore, from the above equation (3),
The lock-in amplifier 17 uses the modulation frequency of the angular velocity ω m input from the oscillation circuit 15 to output the output S
By performing the synchronous detection of 1, the Sagnac phase difference Δθ can be detected. Although the relationship between the detected optical system output S1 and the Sagnac phase difference Δθ has been described here, the above equations (1) to (3) are used to calculate the optical system output S output from the detector module 7 and the Sagnac phase difference. This is a general expression that holds between Δθ.

【0009】次に、本発明の位相変調型光ファイバジャ
イロにおける信号処理方法について具体的に説明する。
上述のように、実際の位相変調型光ファイバジャイロに
おいては、検波クロックに対して被検波光学系出力S1
に位相遅れ情報が含まれているが、本発明では、位相補
正器20において発振回路15から入力される角速度ω
mの検波クロックに被検波光学系出力S1をミックスし
てロックインアンプ17に入力される検波クロック15
aの角速度を補正する。このように検波クロック15a
の角速度を被検波光学系出力S1に含まれる位相遅れ情
報に基づいて補正することにより、前記式(3)におけ
る被検波光学系出力S1の角速度がωmからωm *に変化
しても、これに合わせてロックインアンプ17に入力さ
れる検波クロック15aの角速度をωmからωm *に補正
するので、ロックインアンプ17に入力される被検波光
学系出力S1と検波クロックの位相がずれることが無く
なり、検波エラーの発生を抑制することができる。
Next, a signal processing method in the phase modulation type optical fiber gyro of the present invention will be specifically described.
As described above, in the actual phase modulation type optical fiber gyro, the detected optical system output S1
Contains phase delay information, but in the present invention, the angular velocity ω input from the oscillation circuit 15 in the phase corrector 20 is
The detection clock 15 input to the lock-in amplifier 17 by mixing the detected optical system output S1 with the detection clock
The angular velocity of a is corrected. Thus, the detection clock 15a
By correcting based on the angular velocity to the phase lag information included in the detection optical system outputs S1, be varied from the angular velocity of the detection optical system outputs S1 is omega m in omega m * in the formula (3), since correcting the angular velocity of the detection clock 15a that is input to the lock-in amplifier 17 in omega m * from omega m in accordance with this, the phase of the detection clock is shifted with the detection optical system outputs S1 input to the lock-in amplifier 17 And the occurrence of a detection error can be suppressed.

【0010】図2にはサニャック位相差Δθが0度の場
合と30度の場合の被検波光学系出力を例示的に示す
が、光学系1から検出器モジュール7を介して伝送され
る被検波光学系出力S1は変調信号の2倍波成分が主体
であるため、この2倍波の立ちあがり、または立ち下が
りに同期させて位相補正器20のフリップフロップのゲ
ートを開くことにより、被検波光学系出力S1に位相遅
れ情報が含まれていても、ロックインアンプ17におい
て検波エラーを生じさせることなく被検波光学系出力S
1を同期検波することができる。
FIG. 2 exemplarily shows the output of the optical system under test when the Sagnac phase difference Δθ is 0 ° and 30 °, and the detected wave transmitted from the optical system 1 via the detector module 7 is shown in FIG. Since the output S1 of the optical system is mainly composed of the second harmonic component of the modulation signal, the gate of the flip-flop of the phase corrector 20 is opened in synchronization with the rising or falling of the second harmonic, thereby obtaining the optical system to be detected. Even if the output S1 includes the phase delay information, the detected optical system output S is output without causing a detection error in the lock-in amplifier 17.
1 can be synchronously detected.

【0011】以上、本発明の位相変調型光ファイバジャ
イロにおける信号処理方法及び装置によれば、位相変調
器9での機械的な遅れや回路での位相の遅れが被検波光
学系出力に含まれるような場合でも、このような位相の
遅れに基づいて検波クロック15aを補正すれば、被検
波光学系出力の角速度が変化しても被検波光学系出力と
検波クロック15aの位相がずれることはないので、ロ
ックインアンプ17における検波エラーの発生を抑制す
ることができる。
As described above, according to the signal processing method and apparatus in the phase modulation type optical fiber gyro of the present invention, the output of the optical system to be detected includes the mechanical delay in the phase modulator 9 and the phase delay in the circuit. Even in such a case, if the detection clock 15a is corrected based on such a phase delay, even if the angular velocity of the output of the detection optical system changes, the phase of the output of the detection optical system and the detection clock 15a does not shift. Therefore, generation of a detection error in the lock-in amplifier 17 can be suppressed.

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明の位相変調型光ファイバジャイロ
における信号処理方法は、光源からの光を光ファイバよ
りなるセンシングコイルに案内し、発振回路から伝送さ
れる角速度に基づいて位相変調器にて光を変調すると共
に光の位相差を干渉させて光学系出力を生成し、前記光
学系出力を電気系の入力アンプにて増幅して得る被検波
光学系出力をロックインアンプに入力すると共に前記発
振回路から伝送される角速度を用いて前記被検波光学系
出力を同期検波することによりジャイロ出力を得る光フ
ァイバジャイロにおける信号処理方法において、前記被
検波光学系出力に含まれる位相遅れ情報に基づき前記発
振回路から前記ロックインアンプに伝送される検波クロ
ックの角速度を補正するので、光学系出力に位相遅れ情
報が含まれていても検波クロックと光学系出力の位相を
そろえることができ、光学系出力の角速度が温度変動な
ど外部要因で変動しても、ロックインアンプでの検波エ
ラーの発生を抑制した、精度の高い位相変調型光ファイ
バジャイロにおける信号処理方法を提供することができ
る。さらに詳細には、前記検波クロックの角速度の補正
は、前記発振回路と前記ロックインアンプとの間に設け
られた位相補正器によって行うので、ロックインアンプ
における検波エラーを確実に抑制した位相変調型光ファ
イバジャイロにおける信号処理方法を提供することがで
きる。また、本発明の位相変調型光ファイバジャイロ装
置は、光源からの光を光ファイバよりなるセンシングコ
イルに案内し、位相変調器にて発振回路から伝送される
角速度に基づいて光を変調すると共に光の位相差を干渉
させて光学系出力を生成し、前記光学系出力を電気系の
入力アンプにて増幅して得る被検波光学系出力をロック
インアンプに入力すると共に前記発振回路から伝送され
る角速度を用いてロックインアンプにて前記被検波光学
系出力を同期検波することによりジャイロ出力を得る光
ファイバジャイロ装置において、前記発振回路と前記ロ
ックインアンプとの間に、前記被検波光学系出力に含ま
れる位相遅れ情報に基づいて前記ロックインアンプに伝
送される検波クロックの角速度を補正する位相補正器を
設けたので、光学系出力に位相遅れ情報が含まれていて
も検波クロックと光学系出力の位相をそろえることがで
き、光学系出力の角速度が温度変動など外部要因で変動
しても、ロックインアンプでの検波エラーの発生を抑制
した、精度の高い位相変調型光ファイバジャイロ装置を
提供することができる。
According to the signal processing method in the phase modulation type optical fiber gyro of the present invention, the light from the light source is guided to the sensing coil composed of the optical fiber, and the phase modulation is performed by the phase modulator based on the angular velocity transmitted from the oscillation circuit. The optical system output is generated by modulating the light and causing the phase difference of the light to interfere, and the output of the optical system to be detected obtained by amplifying the output of the optical system by the input amplifier of the electric system is input to the lock-in amplifier. A signal processing method in an optical fiber gyro that obtains a gyro output by synchronously detecting the output of the detected optical system using an angular velocity transmitted from an oscillation circuit, wherein the signal processing method is performed based on phase delay information included in the output of the detected optical system. Since the angular velocity of the detection clock transmitted from the oscillation circuit to the lock-in amplifier is corrected, phase delay information is included in the output of the optical system. The phase of the detection clock and the output of the optical system can be aligned, and even if the angular speed of the output of the optical system fluctuates due to external factors such as temperature fluctuations, the occurrence of detection errors in the lock-in amplifier is suppressed, and a highly accurate phase modulation type A signal processing method in an optical fiber gyro can be provided. More specifically, since the correction of the angular velocity of the detection clock is performed by a phase corrector provided between the oscillation circuit and the lock-in amplifier, a phase modulation type in which a detection error in the lock-in amplifier is reliably suppressed. A signal processing method in an optical fiber gyro can be provided. Further, the phase modulation type optical fiber gyro device of the present invention guides light from a light source to a sensing coil formed of an optical fiber, modulates the light based on an angular velocity transmitted from an oscillation circuit by a phase modulator, and modulates the light. The optical system output is generated by causing the phase difference of the optical system to interfere, and the detected optical system output obtained by amplifying the optical system output by an electrical input amplifier is input to the lock-in amplifier and transmitted from the oscillation circuit. In an optical fiber gyro device that obtains a gyro output by synchronously detecting the output of the detected optical system with a lock-in amplifier using an angular velocity, the output of the detected optical system is provided between the oscillation circuit and the lock-in amplifier. A phase corrector for correcting the angular velocity of the detection clock transmitted to the lock-in amplifier based on the phase delay information included in the output of the optical system. Even if phase delay information is included, the phase of the detection clock and the optical system output can be aligned, and even if the angular velocity of the optical system output fluctuates due to external factors such as temperature fluctuation, the detection error in the lock-in amplifier will not occur. It is possible to provide a suppressed and highly accurate phase modulation type optical fiber gyro device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による位相変調型光ファイバジャイロの
構成を概略的に示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a phase modulation type optical fiber gyro according to the present invention.

【図2】本発明の位相変調型光ファイバジャイロにおけ
る変調信号と光学系出力(交流成分)の関係を示す特性
図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a modulation signal and an optical system output (AC component) in the phase modulation type optical fiber gyro of the present invention.

【図3】従来の位相変調型光ファイバジャイロの構成を
概略的に示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration of a conventional phase modulation type optical fiber gyro.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光学系 2 センシングコイル 3 第1カプラ 4 ポラライザ 5 第2カプラ 6 光源モジュール 7 検出器モジュール 8 光ファイバ 9 位相変調器 10 電気系 11 入力アンプ 12 光源駆動回路 13 レーザドライバ 14 変調制御回路 15 発振回路 15a 検波クロック 16 ドライバ 17 ロックインアンプ 18 出力アンプ 18a ジャイロ出力 20 位相補正器 S 光学系出力 S1 被検波光学系出力 Reference Signs List 1 optical system 2 sensing coil 3 first coupler 4 polarizer 5 second coupler 6 light source module 7 detector module 8 optical fiber 9 phase modulator 10 electric system 11 input amplifier 12 light source drive circuit 13 laser driver 14 modulation control circuit 15 oscillation circuit 15a Detection clock 16 Driver 17 Lock-in amplifier 18 Output amplifier 18a Gyro output 20 Phase corrector S Optical system output S1 Output of detected optical system

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源(6)からの光を光ファイバ(8)よりな
るセンシングコイル(2)に案内し、発振回路(15)から伝
送される角速度に基づいて位相変調器(9)にて光を変調
すると共に光の位相差を干渉させて光学系出力(S)を生
成し、前記光学系出力(S)を電気系の入力アンプ(11)に
て増幅して得る被検波光学系出力(S1)をロックインアン
プ(17)に入力すると共に前記発振回路(15)から伝送され
る角速度を用いて前記被検波光学系出力(S1)を同期検波
することによりジャイロ出力(18a)を得る光ファイバジ
ャイロにおける信号処理方法において、前記被検波光学
系出力(S1)に含まれる位相遅れ情報に基づき前記発振回
路(15)から前記ロックインアンプ(17)に伝送される検波
クロック(15a)の角速度を補正することを特徴とする位
相変調型光ファイバジャイロにおける信号処置方法。
The light from a light source (6) is guided to a sensing coil (2) composed of an optical fiber (8), and is transmitted to a phase modulator (9) based on an angular velocity transmitted from an oscillation circuit (15). The optical system output (S) is generated by modulating the light and interfering the phase difference of the light, and the output of the optical system to be detected is obtained by amplifying the optical system output (S) by the input amplifier (11) of the electric system. The gyro output (18a) is obtained by inputting (S1) to the lock-in amplifier (17) and synchronously detecting the output (S1) of the detected optical system using the angular velocity transmitted from the oscillation circuit (15). In the signal processing method in the optical fiber gyro, the detection clock (15a) transmitted from the oscillation circuit (15) to the lock-in amplifier (17) based on the phase delay information included in the detected optical system output (S1) Signal processing method for phase modulated optical fiber gyro characterized by correcting angular velocity .
【請求項2】 前記検波クロック(15a)の角速度の補正
は、前記発振回路(15)と前記ロックインアンプ(17)との
間に設けられた位相補正器(20)によって行うことを特徴
とする請求項1記載の位相変調型光ファイバジャイロに
おける信号処理方法。
2. The correction of the angular velocity of the detection clock (15a) is performed by a phase corrector (20) provided between the oscillation circuit (15) and the lock-in amplifier (17). The signal processing method in the phase modulation type optical fiber gyro according to claim 1.
【請求項3】 光源(6)からの光を光ファイバ(8)よりな
るセンシングコイル(2)に案内し、位相変調器(9)にて発
振回路(15)から伝送される角速度に基づいて光を変調す
ると共に光の位相差を干渉させて光学系出力(S)を生成
し、前記光学系出力(S)を電気系の入力アンプ(11)にて
増幅して得る被検波光学系出力(S1)をロックインアンプ
(17)に入力すると共に前記発振回路(15)から伝送される
角速度を用いてロックインアンプ(17)にて前記被検波光
学系出力(S1)を同期検波することによりジャイロ出力(1
8a)を得る光ファイバジャイロ装置において、前記発振
回路(15)と前記ロックインアンプ(17)との間に、前記被
検波光学系出力(S1)に含まれる位相遅れ情報に基づいて
前記ロックインアンプ(17)に伝送される検波クロック(1
5a)の角速度を補正する位相補正器(20)を設けたことを
特徴とする位相変調型光ファイバジャイロ装置。
The light from a light source (6) is guided to a sensing coil (2) composed of an optical fiber (8), and is transmitted to a phase modulator (9) based on an angular velocity transmitted from an oscillation circuit (15). The optical system output (S) is generated by modulating the light and interfering the phase difference of the light, and the output of the optical system to be detected is obtained by amplifying the optical system output (S) by the input amplifier (11) of the electric system. (S1) lock-in amplifier
Gyro output (1) by synchronously detecting the detected optical system output (S1) with a lock-in amplifier (17) using the angular velocity input from (17) and transmitted from the oscillation circuit (15).
8a), the lock-in between the oscillation circuit (15) and the lock-in amplifier (17) based on the phase delay information contained in the output (S1) of the optical system to be detected. The detection clock (1) transmitted to the amplifier (17)
A phase modulation type optical fiber gyro device comprising a phase corrector (20) for correcting the angular velocity of 5a).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109443390A (en) * 2018-12-05 2019-03-08 中国电子科技集团公司第十三研究所 A kind of Together, digital gyroscope phase delay test macro

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