一种提升集成光学陀螺信噪比的方法与流程

本发明涉及集成光学陀螺，尤其涉及提升集成光学陀螺信噪比的方法。

背景技术：

1、光学陀螺作为第二代光学陀螺仪，是一类基于光学萨格纳克（sagnac）效应的全固态陀螺仪，是实现载体自主导航、定位和定姿的基础核心部件。与机械陀螺相比无活动部件，对振动不敏感，具有精度高、可靠性高等优势，在雷达、航空、航天领域有着重要的应用。

2、现阶段干涉式光学陀螺多采用上述分立器件搭建，各器件之间通过光纤耦合。通过分立器件搭建系统可自由选择各分立器件中性能最优的器件进行陀螺搭建，但不可避免引入端面反射、耦合损耗以及由于对轴误差引起的偏振噪声等影响因素，降低陀螺性能。此外，分立器件搭建的系统增加了人工耦合成本，且不容易实现批量化、规模化生产。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种提升集成光学陀螺信噪比的方法，实现集成光学陀螺高信噪比。

2、本发明提供一种提升集成光学陀螺信噪比的方法，包括以下步骤：

3、步骤s1，通过磷化铟芯片集成光源处理装置并设定为第一芯片，以及在铌酸锂芯片上集成调制器并设定为第二芯片，并通过芯片耦合工艺将所述第一芯片和所述第二芯片连接；

4、步骤s2，将光源驱动装置与所述第一芯片连接，并将角速率信号解调装置分别接入所述第一芯片和所述第二芯片；

5、步骤s3，光源驱动装置的功率探测模块实时获取宽带光源模块的发光单元的光源输出功率w，所述光源驱动装置的数据处理模块根据光源输出功率分析策略确定所述光源驱动装置的pmw脉宽调制模块是否需要工作，并在所述pmw脉宽调制模块需要工作时，确定所述光源输出功率w的调整方式；

6、步骤s4，所述数据处理模块在所述光源输出功率w调整完成时，所述功率探测模块实时获取所述发光单元的发光工作温度t，根据发光工作温度分析策略再次确认所述pmw脉宽调制模块是否需要工作，并在所述pmw脉宽调制模块需要工作时，确定所述pmw脉宽调制模块的调制效率的调整方式。

7、进一步地，在所述步骤s1中，所述磷化铟芯片为单片为硅基底的磷化铟芯片，所述铌酸锂芯片为单片为硅基底的铌酸锂芯片，所述光源处理装置包括宽带光源模块、耦合器、第一探测器以及第二探测器；

8、其中，所述耦合器分别与所述宽带光源模块、第一探测器、第二探测器以及调制器连接。

9、进一步地，所述步骤s1还包括在所述宽带光源模块内集成热敏电阻、发光单元以及热电制冷器，其中，所述热电制冷器与发光单元连接，所述热敏电阻用于检测所述发光单元的发光工作温度t。

10、进一步地，在所述步骤s2中，所述角速率信号解调装置包括脉冲模块、与所述脉冲模块连接的第一运放模块、与所述第一运放模块连接的a/d模块、与所述a/d模块连接的信号处理模块、与所述信号处理模块连接的d/a模块以及与所述d/a模块连接的第二运放模块；

11、其中，所述数据处理模块分别与所述pmw脉宽调制模块、所述功率探测模块以及所述脉冲模块连接，所述功率探测模块分别与所述热敏电阻、发光单元以及第二探测器连接，所述脉冲模块与所述第一探测器连接。

12、进一步地，在所述步骤s3中，所述光源输出功率分析策略包括根据所述光源输出功率w计算输出功率参量ws，并根据所述输出功率参量ws与输出功率参量标准ws0的对比结果确定所述pmw脉宽调制模块是否需要工作；

13、当ws≥ws0时，所述数据处理模块确定所述pmw脉宽调制模块不需要工作；

14、当ws＜ws0时，所述数据处理模块确定所述pmw脉宽调制模块需要工作。

15、进一步地，所述数据处理模块根据公式（1）计算所述输出功率参量ws，

16、

17、其中，输出功率系数，表示功率变化率系数，表示功率变化率。

18、进一步地，在所述步骤s3中，所述光源输出功率分析策略还包括当ws＜ws0时，所述数据处理模块根据所述输出功率系数和功率变化率系数的数值范围确定调整参量，并根据所述调整参量确定所述光源输出功率w的调整方式，

19、所述光源输出功率w的调整方式包括第一光源输出功率调整方式和第二光源输出功率调整方式，所述第一光源输出功率调整方式为调整参量的数值越大，调整减小所述发光单元的驱动电流的数值越大，从而控制减小所述光源输出功率w，所述第二光源输出功率调整方式为所述调整参量数值越小，调整所述驱动电流的数值越大，从而控制增大所述光源输出功率w；

20、当＞0或>0时，所述数据处理模块确定所述调整参量为所述输出功率系数和功率变化率系数中大于零的数值，并采用所述第一光源输出功率调整方式调整确定所述驱动电流；

21、当＞0且>0时，所述数据处理模块确定所述调整参量为采用所述输出功率系数和功率变化率系数中较大的数值，并采用所述第一光源输出功率调整方式调整确定所述驱动电流；

22、当＜0或＜0时，所述数据处理模块确定所述调整参量为所述输出功率系数和功率变化率系数中小于零的数值，并采用所述第二光源输出功率调整方式调整确定所述驱动电流；

23、当＜0且＜0时，所述数据处理模块确定所述调整参量为所述输出功率系数和功率变化率系数中较小的数值，并采用第二光源输出功率调整方式调整确定所述驱动电流。

24、进一步地，在所述步骤s４中，所述发光单元的发光工作温度分析策略包括根据所述发光单元的发光工作温度t计算控制温度参量ts，并根据所述控制温度参量ts与控制温度参量标准ts0的对比结果再次确定所述pmw脉宽调制模块是否需要工作；

25、当ts≥ts0时，所述数据处理模块确定所述pmw脉宽调制模块不需要工作；

26、当ts＜ts0时，所述数据处理模块确定所述pmw脉宽调制模块需要工作。

27、进一步地，所述数据处理模块根据公式（2）计算所述控制温度参量ts，

28、

29、其中，表示所述发光的温度变化率，表示温度变化率系数。

30、进一步地，在所述步骤s4中，所述发光单元的发光工作温度分析策略还包括当ts＜ts0时，所述数据处理模块根据调制效率占空比确定调制效率系数，并根据所述调制效率系数确定调制效率的调整方式，

31、所述调制效率的调整方式包括第一效率调整方式和第二效率调整方式，所述第一效率调整方式为所述数据处理模块确定所述调制效率占空比，采用所述调制效率占空比为调制效率系数调整增大所述调制效率，所述第二效率调整方式为所述数据处理模块确定所述调制效率占空比，采用所述调制效率占空比为调制效率系数调整减小所述调制效率，所述调制效率占空比，其中为调制效率系数；

32、当＞0时，所述数据处理模块确定采用所述第一效率调整方式调整确定所述调制效率，此时所述调制效率系数的值域为[51%,100%]；

33、当＜0时，所述数据处理模块确定采用所述第二效率调整方式调整确定所述调制效率，此时所述调制效率系数的值域为[1%,50%]；除上述条件外，所述数据处理模块确定不对所述调制效率进行调整。

34、本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：本发明提供的一种提升集成光学陀螺信噪比的方法，通过磷化铟芯片集成光源处理装置并设定为第一芯片，在铌酸锂芯片上集成调制器并设定为第二芯片，并通过芯片耦合工艺实现所述第一芯片和第二芯片间的连接，以及将光源驱动装置与所述第一芯片连接，将角速率信号解调装置分别接入所述第一芯片和第二芯片，通过所述光源驱动装置的数据处理模块根据光源输出功率分析策略确定所述光源驱动装置的pmw脉宽调制模块是否需要工作，并在需要工作时，确定所述pmw脉宽调制模块的光源输出功率w的调整方式，以及所述光源输出功率w调整完成时，根据发光单元的发光工作温度分析策略再次确定所述pmw脉宽调制模块是否需要工作，并在需要工作时，确定所述pmw脉宽调制模块的调制效率的调整方式，从而达到了使集成光学陀螺提高信噪比的效果。

35、进一步地，在所述光源输出功率分析策略中，通过所述数据处理模块通过所述功率探测模块获取输出功率，根据所述输出功率计算输出功率参量，并根据所述输出功率参量与输出功率参量标准的对比结果确定所述pmw脉宽调制模块是否需要工作，从而提高了控制pmw脉宽调制模块启动时机的精准度，保证角速率信号解调时不受pmw调制信号干扰。

36、进一步地，在所述光源输出功率分析策略中，当所述输出功率参量小于所述输出功率标准时，所述数据处理模块根据所述输出功率和输出功率变化方向的数值范围确定调整参量，并根据所述调整参量确定所述光源输出功率的调整方式，保证了光源输出功率的精准控制。

37、进一步地，在所述发光单元的发光工作温度分析策略中，根据所述发光单元的发光工作温度计算控制温度参量，并根据所述控制温度参量ts与控制温度参量标准的对比结果再次确定所述pmw脉宽调制模块是否需要工作，从而进一步提高了控制pmw脉宽调制模块启动时机的精准度，保证角速率信号解调时不受pmw调制信号干扰。

38、进一步地，所述发光单元的发光工作温度分析策略还包括当所述控制温度参量小于所述控制温度参量标准时，所述数据处理模块根据调制效率占空比确定调制效率系数，并根据所述调制效率系数确定调制效率的调整方式，从而保证了所述调制效率的控制精度，进而达到了使集成光学陀螺提高信噪比的效果。

39、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。