一种基于dsp和fpga的机抖激光陀螺抖动装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种机抖激光陀螺抖动装置，特别是一种基于DSP和FPGA的机抖激光陀螺抖动装置。
【背景技术】
[0002]激光陀螺敏感运动载体角速度的基本测量原理是基于Sagnac效应。在理想情况下，谐振腔内逆、顺时针方向传播的光波频率差正比于惯性输入角速率。但是由于激光陀螺的反射镜存在背向散射、环路的非均匀性等原因，当两束光的频差小到一定程度时，其频率受牵引同步作用而无频差输出，这种现象称为闭锁效应。为了克服激光陀螺的闭锁，需要人为地给激光陀螺体上加一偏置角速率，使其工作点全部或大部分时间从锁区中偏置出来。应用最广泛的偏频方案是机械抖动偏频，通过加入交变的正弦机械抖动使陀螺大部分时间工作在锁区之外，从而减小闭锁误差。但是加上机械抖动后，陀螺输出中不仅包括了外界惯性输入角速率信息，还包含抖动信号的角速率信息。因此必须对输出解调，消除抖动角速率的信号。现阶段机抖电路主要采用模拟电路的方式实现。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种基于DSP和FPGA的机抖激光陀螺抖动装置。它结构简单，体积小，控制精度高。
[0004]本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:包括:
[0005]抖动机构:包括压电陶瓷片和抖动传感器，抖动传感器通过电压跟随器分别与稳幅和频率跟随电路电连接；
[0006]稳幅电路:包括RC低通滤波电路和AD8436芯片，输出一个稳定的直流电压值，通过AD转换芯片与DSP处理器电连接。
[0007]频率跟随电路:包括RC低通滤波电路、运算放大电路、比较器和光耦隔离电路6N136，RC低通滤波电路通过运算放大电路、比较器、光耦隔离电路6N136得到一个稳定的频率值；
[0008]DSP处理器与FPGA:FPGA与DSP处理器双向电连接，FPGA对DSP处理器进行频率采集，采集抖动信号的上升沿和下降沿，将上升沿和下降沿信号分别发给DSP处理器作为中断的响应信号，DSP处理器得到该信号后，进入中断子函数中，将抖动传感器的幅值转换结果存到采集数组中，进行模糊PID控制，确定PffM波的占空比，最后输出给FPGA，将PWM波进行移相处理，输出给驱动电路；
[0009]和驱动电路:包括功率放大电路，功率放大电路与所述抖动机构的压电陶瓷片电连接，功率放大电路前端采用±15V供电，后端采用60V供电，驱动压电陶瓷片。
[0010]本发明结构简单，体积小，控制精度高。
【附图说明】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0012]图1为本发明剖视图。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，包括:
[0014]抖动机构:包括压电陶瓷片和抖动传感器，抖动传感器通过电压跟随器分别与稳幅和频率跟随电路电连接；
[0015]稳幅电路:包括RC低通滤波电路和AD8436芯片，输出一个稳定的直流电压值，通过AD转换芯片与DSP处理器电连接。
[0016]频率跟随电路:包括RC低通滤波电路、运算放大电路、比较器和光耦隔离电路6N136，抖动传感器输出的频率信号通过RC低通滤波电路、运算放大电路、比较器、光耦隔离电路6N136得到一个稳定的频率值；
[0017]DSP处理器与FPGA:FPGA与DSP处理器双向电连接，FPGA对DSP处理器进行频率采集，采集抖动信号的上升沿和下降沿，将上升沿和下降沿信号分别发给DSP处理器作为中断的响应信号，DSP处理器得到该信号后，进入中断子函数中，将抖动传感器的幅值转换结果存到采集数组中，进行模糊PID控制，确定PffM波的占空比，最后输出给FPGA，将PWM波进行移相处理，输出给驱动电路；
[0018]和驱动电路:包括功率放大电路，功率放大电路与所述抖动机构的压电陶瓷片电连接，功率放大电路前端采用±15V供电，后端采用60V供电，驱动压电陶瓷片。
[0019]所述的抖动机构包括八个压电陶瓷片，其中七个作为抖动的执行机构，一个作为抖动传感器。
【主权项】
1.一种基于DSP和FPGA的机抖激光陀螺抖动装置，其特征在于:包括: 抖动机构:包括压电陶瓷片和抖动传感器，抖动传感器通过电压跟随器分别与稳幅和频率跟随电路电连接； 稳幅电路:包括RC低通滤波电路和AD8436芯片，输出一个稳定的直流电压值，通过AD转换芯片与DSP处理器电连接。 频率跟随电路:包括RC低通滤波电路、运算放大电路、比较器和光耦隔离电路6N136，抖动传感器输出的频率信号通过RC低通滤波电路、运算放大电路、比较器、光耦隔离电路6N136得到一个稳定的频率值； DSP处理器与FPGA: FPGA与DSP处理器双向电连接，FPGA对DSP处理器进行频率采集，采集抖动信号的上升沿和下降沿，将上升沿和下降沿信号分别发给DSP处理器作为中断的响应信号，DSP处理器得到该信号后，进入中断子函数中，将抖动传感器的幅值转换结果存到采集数组中，进行模糊PID控制，确定PffM波的占空比，最后输出给FPGA，将PffM波进行移相处理，输出给驱动电路； 和驱动电路:包括功率放大电路，功率放大电路与所述抖动机构的压电陶瓷片电连接，功率放大电路前端采用±15V供电，后端采用60V供电，驱动压电陶瓷片。2.根据权利要求1所述的基于DSP和FPGA的机抖激光陀螺抖动装置，其特征在于:所述的抖动机构包括八个压电陶瓷片，其中七个作为抖动的执行机构，一个作为抖动传感器。
【专利摘要】本发明涉及一种基于DSP和FPGA的机抖激光陀螺抖动装置。抖动机构产生抖动信号，并将抖动信号首先经过电压跟随器，而后进行RC滤波，将滤波结果分别送入到频率跟随电路和稳幅电路中，经过稳频电路的信号输出直接进入到DSP的I/O口，稳幅电路的输出信号经过A/D转换器输出给DSP，DSP内部进行幅度调节和频率跟随，输出PWM波给FPGA，FPGA进行移相处理，输出到功率放大电路，最后进入抖动机构。它结构简单，体积小，控制精度高。
【IPC分类】G01C19/68, G01C19/64
【公开号】CN105606084
【申请号】CN201510961199
【发明人】赵欣, 马西宝, 朱福祥
【申请人】河北汉光重工有限责任公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月21日