改变移相角度Θ的值，使误差电压Ve3rr最小的角度Θ即为所需要的移相角度。
[0034]腔长控制电压Vplc与抖动形变主动补偿信号UcciMP经求和电路70相加、电压放大器2放大后一同加到腔平移镜，其中腔长控制电压V[^补偿热膨胀和热变形引起的腔长变化，抖动形变主动补偿信号Uom4卜偿机械抖动导致的腔平移镜径向形变和陀螺腔长变化。
[0035]根据如上所述的激光陀螺腔平移镜的抖动形变补偿的过程，可以看到误差电压Verr的大小与主动补偿控制量V。的大小直接相关，因此控制器的目的就在于计算主动补偿控制量V。的大小，从而使得误差电压Ve3rr最小。一个可选的控制策略为:固定一增量电压值A V，控制器输出一个初始的主动补偿控制量V。，然后令下一个控制周期的主动补偿控制量V。增加K.Δ V，其中K初始值为I，然后控制器检测改变后的误差电压Ve3rr:如果Ve3rr变小则K不变，反之如果Ve3rr变大则改变K的符号，重复此过程即可找到使Ve3rr最小的控制电压V。，此时主动补偿信号将机械抖动对腔平移镜径向形变和陀螺腔长的影响减到最小。
[0036]如图5所示，本发明第二例激光陀螺腔平移镜抖动形变主动补偿装置包括误差处理电路10、模数转换器20、控制器30、数模转换器40、移相电路50、乘法器60、求和电路70。所述误差处理电路10包括包络检波电路13和交流/直流转换电路12。所述控制器20为单片机、FPGA或者DSP，可以采用激光陀螺配套电路中已有的控制器，也可以额外增加一个控制器。所述模数转换器20优选分辨率为10位或10位以上、每秒转换速度大于100次的模数转换芯片。所述数模转换器40优选分辨率为1位或1位以上、每秒转换速度大于100次的数模转换芯片。图5中腔长控制电路I与电压放大器2属于激光陀螺正常工作所需的配套电路，可以是已有的能满足腔长控制需要的任何形式的电路。
[0037]在该实施例中，激光陀螺光强信号LIM输入到腔长控制电路I，形成腔长控制电压VPLC，用于对激光陀螺的热膨胀和热变形引起的腔长变化进行补偿。激光陀螺正交信号A(或B)输入到误差处理电路10的包络检波电路13，包络检波电路13输出误差信号err反映了机械抖动对光强的幅度调制，该误差信号由交流/直流转换电路12转换为直流误差电压Verr。直流误差电压Verr经模数转换器20转换成数字信号输入到控制器30，控制器30采用和实施例一中相同的方法得到抖动形变主动补偿信号UcciMP，再与腔长控制电压Vplx叠加，形成最终的控制量对激光陀螺的腔平移镜进行控制。
[0038]如图6所示，为本发明的交流/直流转换电路12的具体实施例的电路原理图:在该实施例中，交流/直流转换电路采用型号为AD736的有效值芯片完成。带通滤波器11或包络检波器13的输出误差信号err输入到AD736芯片的2号引脚，芯片的7脚与电源+15V连接，4脚与电源-15V连接，I脚与8脚接地，5脚通过电容Cav与4脚连接，芯片6脚输出Ve3rr为直流电压，其值等于输入err的有效值，反映了机械抖动对光强的幅度调制。
[0039]如图7所示，为本发明的移相电路的具体实施例的电路原理图:在该实施例中，移相电路为运算放大器、电阻和电容组成的多端反馈全通滤波器。图中电阻R2的阻值为电阻Rl的阻值的四分之一，电阻R3和电阻R4的阻值相同，均为电阻Rl的阻值的两倍；电容Cl和C2的容值相同。改变电路中电阻的阻值或电容的容值即可改变移相角度Θ的大小。在激光陀螺腔平移镜的抖动形变补偿装置的工作过程中，上述的移相电路的移相角度Θ，可以在装置第一次上电初始化时进行一次校正，或者也可以在每次上电初始化时由控制器自动调整。对于由控制器自动调整的情况，则需要采用数字电位器代替电阻以保证控制器对于移相角度Θ的调整。
[0040]如图8所示，为本发明的乘法器的具体实施例的电路原理图:在该实施例中，乘法器采用型号为AD633的乘法器芯片构成；芯片的I脚和3脚分别输入主动补偿控制量V。和移相后的抖动反馈信号Ude;芯片的引脚2、引脚4和引脚6直接接地;芯片的5脚与电源-15V连接，同时通过一个0.1uF的滤波电容接地;芯片的8脚与电源+15V连接，同时通过一个0.1uF的滤波电容接地;芯片的输出引脚7输出信号Ucomp = 0.1.Ude.V。。
[0041]如图9所示，为本发明的包络检波电路的具体实施例的电路原理图:在该实施例中，包络检波电路由二极管D1、滤波电容C1、滤波电阻Rl和隔离电容C2组成；电路的输入端接激光陀螺正交信号A或B，电路输出端为误差信号err，反映了机械抖动对光强的幅度调制。选择C1、R1使幅度调制信号可以通过，而高于抖动频率的载波信号被滤除，C2用于隔离直流信号。
[0042]如图10所示，为本发明的求和电路的具体实施例的电路原理图:在该实施例中，电阻尺1、1?2、1?、1?4的阻值相同，腔长控制电压￥[^接电阻1?1，抖动形变主动补偿信号1]0*接电阻R2 ο输出Vqut为Vplc与Ucqmp之和。
[0043]综上所述，本发明由于采用主动补偿的方式，将激光陀螺输出的光强信号或正交计数信号进行处理得到代表抖动调制的误差信号，控制器根据该误差信号调整抖动反馈信号的幅度和相位得到抖动形变主动补偿信号，抖动形变主动补偿信号与原先已有的腔长控制电压叠加后一同对激光陀螺的腔平移镜进行控制，在补偿热膨胀和热变形引起的激光陀螺腔长变化的同时补偿由于机械抖动导致的腔平移镜径向形变，从而减小或消除机械抖动导致的陀螺腔长变化，提高了激光陀螺的精度;本发明不改变激光陀螺的现有结构，仅通过电子线路和信号处理对机械抖动导致的腔平移镜径向形变进行主动补偿，实施成本低。
【主权项】
1.一种激光陀螺腔平移镜抖动形变主动补偿装置，包括腔长控制电路，其特征在于:还包括:误差处理电路(10)、模数转换器(20)、控制器(30)、数模转换器(40)、移相电路(50)、乘法器(60)、求和电路(70);误差处理电路(10)接收激光陀螺的光强信号，输出误差电压通过模数转换器(20)传入控制器(30);机械抖动反馈信号经所述移相电路(50)移相后与控制器(30)通过数模转换器(40)输出的补偿控制量经乘法器(60)相乘得到幅度和相位可调的抖动形变主动补偿信号，该信号与原先已有的腔长控制电压叠加后一同对激光陀螺的腔平移镜进行控制，在补偿热膨胀和热变形引起的激光陀螺腔长变化的同时补偿由于机械抖动导致的腔平移镜径向形变，从而减小或消除机械抖动导致的陀螺腔长变化。2.根据权利要求1所述的激光陀螺腔平移镜抖动形变主动补偿装置，其特征在于:所述误差处理电路(10)对陀螺输出光强或正交计数信号处理得到误差电压。3.根据权利要求1所述的激光陀螺腔平移镜抖动形变主动补偿装置，其特征在于:调整抖动形变主动补偿信号的幅度和相位使误差电压最小可减小或消除机械抖动导致的腔平移镜径向形变和陀螺腔长变化。4.根据权利要求1所述的激光陀螺腔平移镜的抖动形变补偿装置，其特征在于:所述的控制器(30)为激光陀螺自带的控制器，或者额外增加的控制器。5.根据权利要求1?4之一所述的激光陀螺腔平移镜抖动形变主动补偿装置，其特征在于:所述误差处理电路(10)由带通滤波器(11)和交流/直流转换电路(12)组成，或由包络检波器(13)和交流/直流转换电路(13)组成。6.根据权利要求1?4之一所述的激光陀螺腔平移镜的抖动形变补偿装置，其特征在于:所述的控制器(30)为单片机、FPGA或DSP。7.根据权利要求5所述的激光陀螺腔平移镜的抖动形变补偿装置，其特征在于:所述的交流/直流转换电路(12)为由型号AD736的芯片组成的交流/直流转换电路。8.根据权利要求1?4之一所述的激光陀螺腔平移镜的抖动形变补偿装置，其特征在于:所述的移相电路(50)为包括运算放大器、电阻和电容的多端反馈全通滤波器，通过改变电阻和电容的值从而改变移相的角度。9.根据权利要求5所述的激光陀螺腔平移镜的抖动形变补偿装置，其特征在于:所述的包络检波电路(13)为包括调幅电阻和调幅电容的电路。
【专利摘要】一种激光陀螺腔平移镜抖动形变主动补偿装置，包括误差处理电路、模数转换器、控制器、数模转换器、移相电路、乘法器、求和电路，将激光陀螺输出的光强信号或正交计数信号进行处理得到代表抖动调制的误差信号，控制器根据该误差信号调整抖动反馈信号的幅度和相位得到抖动形变主动补偿信号，抖动形变主动补偿信号与腔长控制电压叠加后对激光陀螺的腔平移镜进行控制，在补偿热膨胀和热变形引起的激光陀螺腔长变化及由于机械抖动导致的腔平移镜径向形变，从而减小或消除机械抖动导致的陀螺腔长变化，提高了激光陀螺的精度。本发明不改变激光陀螺的现有结构，仅通过电子线路和信号处理对机械抖动导致的腔平移镜径向形变进行主动补偿，实施成本低。
【IPC分类】G01C25/00, G01C19/64
【公开号】CN105698820
【申请号】CN201610055265
【发明人】谢元平, 罗晖, 黄云, 于旭东, 李耿
【申请人】中国人民解放军国防科学技术大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月27日