本发明涉及光纤陀螺技术领域，特别涉及一种用于光纤陀螺的光路调试设备。
背景技术：
光纤陀螺的组成包括光路和电路两部分。光路部分的组成包括超辐射发光二极管(sld)、耦合器、光电探测器、集成光学相位调制器以及光纤环。当在做某型号某精度光纤陀螺的方案设计时，便基本确定下来光学器件所要求的型号与精度。光纤环的尺寸完全取决于陀螺的外形尺寸，其所绕制光纤的长度便随其尺寸大小也确定下来。但是五大光学器件即使是同一厂家，同一批次，也会存在其参数的差异性。电路则需要去匹配每一只光路的性能参数。对于高精度的光纤陀螺仪，很可能每一只陀螺都需要电路的调试、测试与反复调试。因此，在光纤陀螺仪调试上可能需要花费大量的人力与时间。
现有的光路调试主要是根据光学器件手册给出的相关数据，计算得出一个相对的理论值，但有可能与实际调试参数相差甚远，因此大多数时候还需要调试人员根据经验，试凑出相关参数，完成陀螺调试。
现有的光纤陀螺光路调试方法机械易于操作，但步骤繁琐且耗费不必要的人力与大量时间，而且调试人员的经验占较大比例，无法针对特定的光路，得到实际参数，自动化程度较低，效率也很低，无法满足大批量、精度要求较高的光纤陀螺生产环境。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于光纤陀螺的光路调试设备，用于解决上述现有技术的问题。
本发明一种用于光纤陀螺的光路调试设备，其中，包括：光源驱动模块、光电探测模块与数据处理模块；该光源驱动模块用于sld光源所需的温控与驱动；光电探测模块用于为探测器供电，并且采样光纤陀螺的探测器的输出；该数据处理模块用于通过采样探测器的不同输出信号，并驱动集成光学相位调制器，求取陀螺相关参数。
根据本发明的用于光纤陀螺的光路调试设备的一实施例，其中，光源驱动模块的tec+、tec-、rt、rtgnd、sld+以及sld-分别与sld光源的相应管脚一一相连。
根据本发明的用于光纤陀螺的光路调试设备的一实施例，其中，光电探测模块包括：信号处理模块和a/d转换器，光电探测模块为光电探测器提供±5v电源，探测器的输出引脚经还经信号处理模块放大后，进入a/d转换器，a/d转换器转换后的数据进入数字信号处理单元。
根据本发明的用于光纤陀螺的光路调试设备的一实施例，其中，该光源驱动模块通过可调电阻阻值的变化，改变光源输出功率，为整个光路提供所需的出纤功率。
根据本发明的用于光纤陀螺的光路调试设备的一实施例，其中，该光源驱动模块包括：可调电阻，用于调整探测器输出值。
根据本发明的用于光纤陀螺的光路调试设备的一实施例，其中，该可调电阻是滑动变阻器或数字电位器。
根据本发明的用于光纤陀螺的光路调试设备的一实施例，其中，集成相位调制器的输入端输入一定频率的方波，数字信号处理模块根据探测器输出端的方波信号，计算计算出渡越时间。
根据本发明的用于光纤陀螺的光路调试设备的一实施例，其中，数字信号处理单元能够给定集成光学相位调制器一个初始值，让该初始值一直叠加一预定数值直到检测得到探测器的输出误差值δ为0，并计算出集成光学相位调制器2π电压。
综上，本发明的用于光纤陀螺的光路调试设备，是一种自动化、程序化的调试设备，应用于光纤陀螺仪的调试过程，解决目前产品调试费时且机械操作，效率较低，无法满足大批量、高精度光纤陀螺的生产应用场合。对于提高产品工程化具有重要意义。
附图说明
图1所示为本发明用于光纤陀螺的光路调试设备的模块图；
图2所示为光纤陀螺仪的光路示意图；
图3所示为使用光纤陀螺的光路调试设备确定光源驱动电阻的原理图；
图4所示为光纤陀螺的光路调试设备的τ值的测量原理图；
图5所示为渡越时间τ的测试信号图；
图6所示为2π电压不准时探测器pin脚的输出波形图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图1所示为本发明用于光纤陀螺的光路调试设备的模块图，如图1所示，用于光纤陀螺的光路调试设备包括：光源驱动模块1、光电探测模块2与数据处理模块3。光源驱动模块1提供sld光源4所需的温控与驱动，通过可调电阻阻值的变化，改变光源输出功率，为整个光路提供所需的出纤功率；光电探测模块2为pin-fet探测器5供电，并且采样探测器5的输出；数据处理模块3负责陀螺相关参数的解算并且作为信号发生器驱动集成光学相位调制器7(y波导)，通过采样探测器5的不同输出信号，求取陀螺相关参数。
本发明用于光纤陀螺的光路调试设备可实现功能包括：1、驱动电流匹配电阻的确定；2、渡越时间的测量；3、ad采样频率、采样点数的确定；4、2π电压的测量与确定。
如图1所示，用于光纤陀螺的光路调试设备的连接关系为：光源驱动模块1的tec+、tec-、rt、rtgnd、sld+、sld-与sld光源4相应管脚一一相连；光电探测模块2为光电探测器5提供±5v电源，探测器5的输出引脚经前放信号处理模块21进入a/d转换器22；a/d转换器22转换后的数据进入数字信号处理单元3，经过相关公式与数据处理，分别解算不同的陀螺参数信息；并且数字信号处理单元3作为信号产生单元，输出集成光学相位调制器7(y波导)所需的方波调制信号。
如图1所示，使用光纤陀螺的光路调试设备确定光源驱动电阻，包括：光纤陀螺仪光路由sld光源4、2x2耦合器6、集成光学调制器7(简称y波导)、光纤环8(保偏光纤特殊工艺绕制)以及pin-fet探测器5五大器件构成。
图2所示为光纤陀螺仪的光路示意图，如图2所示，在每个编号a所标注的位置，均会存在光路损耗。sld光源4发光，输出光功率，而实际到达pin-fet探测器5的功率是经过各个损耗点损耗后的值。我们可以通过装配熔接工艺的固定，将光路损耗控制在某个范围以内，但实际上每只陀螺的损耗都是不同的，因此同一个sld光源驱动功率，并不能适用于每一只光纤陀螺。
图3所示为使用光纤陀螺的光路调试设备确定光源驱动电阻的原理图，如图1至图3所示，本实施例通过一路可调电阻11(该电阻可以是滑动变阻器也可以是数字电位器，例如maxim的max5496)，调整光源驱动模块1的输出电流，该输出电流决定了sld光源4出纤功率的大小。同时，检测探测器5输出给a/d模块22的电压的大小。比如说，要求探测器5输出值为0v(假设探测器无光电压为-1.65v)。调整光源驱动模块1的驱动电阻11(数字电位器)的大小，使得到达探测器的光功率满足输出为0v的要求，记录该时刻，数字电位器11阻值，即可确定该光路所需输出光功率的大小以及驱动电阻阻值。数据处理模块3能够获取光电探测模块2的探测器5的输出电压，并根据探测器5的输出电压调整光源驱动模块2的数字电位器11的阻值，以闭环的方式调整探测器5输出值为0v。
图4所示为光纤陀螺的光路调试设备的τ值的测量原理图，图5所示为渡越时间τ的测试信号图，如图1至图5所示，渡越时间τ的测量包括：渡越时间也就是光在光路当中走一圈所需要的时间。该时间越精确，则陀螺误差与噪声则越小。若我们知道了光路的长度，那根据公式τ＝nl/c，也就能很轻易得出τ的取值。但在装配陀螺的时候，并不能每一根每一根的去测量光纤的长度，在装配，熔接的过程当中，光纤的长度在一定程度上是不可控的。而渡越时间又是光纤陀螺一个非常重要的参数，需要该值越精确越好。
如图1至图5所示，假设的光纤环8是200m，按照200米来计算一下时间τ，近似n＝1.44，则τ＝nl/c＝1.44×200/(3×108)＝960×10-9，960ns，计算出本征频率为1.042mhz。根据光纤陀螺仪工作的原理，以及集成相位调制的工作方式，在集成相位调制器7(y波导)的输入端，输入一个频率为100khz的方波(该方波频率需小于本征频率)。则根据光纤陀螺工作的原理，探测器5的输出端，也会是一个频率为100khz的方波。方波下降沿至上升沿所占用的时间，则是整个光路的渡越时间τ。数字信号处理模块3采样该低电平的时间，则可以计算出渡越时间τ。
如图1至图5所示，计算采样频率与采样点数包括：首先，需要判断a/d模块22的采样频率范围，若我们的环长只有100米，那么τ也就480ns，2mhz的本征频率，如果选用20mhz的a/d模块22，那么在一个本征频率内，我们最多也就能采10个点。如果想多采点，做平滑，滤波等，那么20mhz的a/d模块22是肯定不够用的。可以选用40mhz甚至65mhz的a/d模块22。但如果说a/d模块22的型号已经固定，那么我们只能在该频率内采点。若选用20mhz的a/d模块22，则f不能大于20mhz，我们的本征频率为1mhz，要求pin-out的a/d模块22的采点数目为18个，则可得f＝18mhz。该步骤主要是在数字信号处理单元31内完成，或者可以通过labview、matlab等软件计算实现。以xilinx的fpga为例，晶振24mhz，a/d模块22为最大采样频率为20mhz。timecontroller的实现是通过24mhz晶振倍频，再分频得到。公式如下所示：
若我们的本征频率为1mhz，要求pin-out的a/d模块22的采点数目为18个，则可得f＝18mhz，反推a、b、c、d的值为6、2、6、3。
图6所示为2π电压不准时探测器pin脚的输出波形图，如图1至图6所示，求取2π电压的值包括：2π电压是集成光学相位调制器7(y波导)一个非常重要的参数，其参数反映到光纤陀螺上，则是阶梯波复位信号点。2π电压越准确，则光纤陀螺仪的误差越小。检测2π电压准确与否的方式同样是观测探测器输出端信号。如图6所示，当2π电压不准时，静态状态下，探测器5输出尖峰信号的复位电平与信号电平不相等。
如图1至图6所示，只需要采样探测器5的输出，比较δ的误差值，则可以判定2π电压是否准确。数字信号处理单元31给定集成光学相位调制器5(y波导)一个初始值(该初始值可以通过电路与y波导的手册参数计算出来)，例如2pi＝0xa000，让该值一直叠加一预定数值(该预定数值本领域技术人员可根据实际选择)直到检测得到δ＝0时，该2pi的值，则为准确的2π电压值。具体计算可以在数字信号处理单元31当中实现。
本发明用于光纤陀螺的光路调试设备，使用数字电位器，改变光源出纤功率，从而得到最合适的探测器输出范围，从而确定光源驱动电阻阻值。可自动解算出渡越时间τ、2π电压等参数，不需要调试人员凭经验与反复测试来确定。自动化程度较高，减少人为调制当中带来的调试误差等因素。
本发明用于光纤陀螺的光路调试设备与现有的光路调试相比较，将光纤陀螺仪调试过程集成起来，通过一套设备确定各项陀螺仪参数数值。不再需要调试人员反复验证，修改参数。本发明可提高光纤陀螺仪的调试效率以及生产效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。