一种光纤陀螺用光源光功率快速稳定方法及系统与流程

本发明属于光纤陀螺领域，具体涉及一种光纤陀螺用光源光功率快速稳定方法及系统。
背景技术：
：光纤陀螺具有抗冲击、灵敏度高、寿命长、动态范围大、启动时间短等优点，已被广泛应用于导弹导引头系统中。光纤陀螺仪的长寿命不开箱要求sld光源的输出光功率保持稳定。但是，随着使用时间的增长，光纤陀螺仪中的sld光源输出光功率会逐渐降低；同时，sld光源的输出光功率受温度影响变化较大，在陀螺上电后sld光源内部的温度场稳定需要一段时间，导致陀螺输出稳定时间延长，不能满足快速启动的要求。技术实现要素：为了解决现有sld光源的输出光功率随着使用时间的增长而降低，不能满足光纤陀螺仪长寿命不开箱要求，以及不能满足快速启动要求的技术问题，本发明提供了一种光纤陀螺用光源光功率快速稳定方法及系统。为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种光纤陀螺用光源光功率快速稳定方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：1)光接收组件检测到光信号；2)对光信号进行处理，得到光功率的波动变化；3)根据得到光功率的波动变化，反向改变光源的驱动电流，直至光纤陀螺光路内传输的光信号的闭环稳定。进一步地，所述步骤2)具体如下：2.1)将光信号转换为数字信号；2.2)对数字信号进行采样；2.3)梳状波解调采样的数字信号；2.4)将数字信号与设定值进行比较，得到误差值；所述设定值为基准光功率；2.5)对误差值进行积分；2.6)将积分结果作为光功率的波动变化值。同时，本发明提供了一种实现上述光纤陀螺用光源光功率快速稳定方法的光纤陀螺用光源光功率快速稳定系统，其特殊之处在于：包括光接收组件、电源、控制器、基准电压源、数字电流源以及设置在数字电流源上的数字接口；所述电源向基准电压源、数字电流源供电；所述基准电压源向数字电流源提供基准电压；所述控制器的输入端接光接收组件，对光接收组件检测到光信号进行处理，输出光功率的波动变化值；所述数字接口接收控制器发送的光功率的波动变化值，数字电流源根据波动变化值反向改变光源的驱动电流，直至光纤陀螺光路内传输的光信号的闭环稳定。进一步地，所述数字接口为spi接口，所述spi接口包括sdi、sclk和cs输入信号引脚。与现有技术相比，本发明的优点是：本发明通过对光接收组件检测到的光信号进行解调，根据光功率的波动变化，提高或降低光源的驱动电流，实现光纤陀螺光路内传输的光信号的闭环稳定，采用光源光控技术既可解决光纤陀螺仪中的sld光源长寿命输出光功率稳定问题，又有利于缩短光纤陀螺仪的启动时间，从而提高光纤陀螺仪的工作寿命和实现快速启动。附图说明图1是本发明光纤陀螺用光源光功率快速稳定方法中光源光控算法流程图；图2是本发明光纤陀螺用光源光功率快速稳定系统原理框图；图3是本发明光源光控算法中软件主要组成示意图；图4是本发明光源光控算法中控制模块的rtl功能视图；图5是本发明数字电流源电路中三个输入信号引脚与外部接口的时序图；图6是本发明数字电流源电路中驱动模块采用状态机实现，状态机的状态转换图；图7是本发明数字电流源电路中驱动模块的rtl结构图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。本实施例采用光控的基本思想，通过数字解调电路对光接收组件(pin-fet)检测到的光信号进行解调，根据光功率的波动变化，提高或降低光源的驱动电流，实现光纤陀螺光路内传输的光信号的闭环稳定。如图3所示，一种光纤陀螺用光源光功率快速稳定系统，包括数字电流源电路，选取集成数字da的数字恒流源电路，数字电流源电路包括光接收组件、电源、控制器、基准电压源、数字电流源以及设置在数字电流源上的数字接口；电源向基准电压源、数字电流源供电；基准电压源向数字电流源提供基准电压，控制器的输入端接光接收组件，对pin-fet检测到光信号进行处理，输出光功率的波动变化值；数字接口接收控制器发送的光功率的波动变化值，数字电流源根据波动变化值反向改变光源的驱动电流，直至光纤陀螺光路内传输的光信号的闭环稳定。该系统通过控制逻辑接口实现输出电流的外部控制。该系统的优点是可以实现集成化和全数字化。数字电流源电路的核心为控制器，辅助电路为电压基准电路，电路的集成度较高，且电路的外围配置简单明确，实现容易，为最优数字恒流电路的技术方案。同时，本实施例提供了一种光纤陀螺用光源光功率快速稳定方法软件算法流程，如图2所示，包括以下步骤：1)pin-fet检测到光信号；2)数字解调电路对光信号进行处理，得到光功率的波动变化；光源光控通过控制器中的的fpga实现，主要对pin-fet的输入光信号的光功率的闭环控制，具体如下：2.1)模拟/数字转换对光信号进行转换，转换为数字信号；2.2)对数字信号进行采样；2.3)梳状波解调采样的数字信号；2.4)比较器1将数字信号与设定值进行比较，得到误差值；所述设定值为基准光功率；2.5)对误差值进行积分；2.6)将积分结果作为光功率的波动变化值；3)根据得到光功率的波动变化，增益控制反向改变光源的驱动电流，驱动更新数字恒流驱动信号，直至光纤陀螺光路内传输的光信号的闭环稳定。光功率闭环控制软件(上述步骤2)基于altera公司的fpga器件ep2c20f256i8，采用verilog语言设计实现。软件主要由控制模块(control)和驱动模块(driver)组成，如图3所示；其中，控制模块主要实现pin-fet输入光功率的闭环控制算法，控制模块端口定义如表1所示，rtl功能视图如图4所示；表1控制模块端口定义序号端口名方向位宽备注1rst_ninput1复位信号，低电平有效2out_ctlinput1使能信号，高电平有效3sd_datainput16光功率采样数据4sd_clkinput1光功率采样时钟5sd_valoutput1光源驱动数据更新信号，上升沿有效6data_ptc_r12output12光源驱动数据其次，驱动模块主要实现将目标数字量通过spi接口传输到数字恒流电路，实现驱动电流的数字化驱动。数字恒流电路具有三个输入信号引脚，分别为sdi、sclk、cs，用于与外部进行连接，外部接口的时序如图5所示，其中地址a3必须是低电平；驱动模块端口定义如表2所示，rtl功能视图如图7所示；表2驱动模块端口定义驱动模块采用状态机设计实现，状态机的状态转换图如图6所示；采用光源光控技术可有效缩短光纤陀螺启动时间。因此，采用光源光控技术既可解决光纤陀螺仪中的sld光源长寿命输出光功率稳定问题，又有利于缩短光纤陀螺仪的启动时间，从而提高光纤陀螺仪的工作寿命和技术水平。以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。当前第1页12