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光纤陀螺仪中的多谐调制。

Multi-Harmonic Modulation in a Fiber-Optic Gyroscope.

机构信息

Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology, 4259 Nagatsuta-cho, Midori-ku, Yokohama, Kanagawa 226-8503, Japan.

MIZUSAQI Inc., 1-48-3 Hanasaki-cho, Naka-ku, Yokohama, Kanagawa 231-0063, Japan.

出版信息

Sensors (Basel). 2023 May 1;23(9):4442. doi: 10.3390/s23094442.

DOI:10.3390/s23094442
PMID:37177645
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10181582/
Abstract

Optimizing the bias modulation of a fiber-optic gyroscope is crucial to improving its precision. In this study, we propose and demonstrate the use of multiple harmonics of sinusoidal modulation as an intermediate alternative to the widely used modulation methods: sinusoidal and square-wave modulation. We show that this alternative integrates the advantages of each modulation method by providing a smooth modulation that produces a clean, spike-free output and a satisfactory signal-to-noise ratio. By using three harmonics of modulation in combination with a high frequency to reduce thermal phase noise, we obtained an angular random walk of 5.2(2)μdeg/h and a bias instability of ∼10μdeg/h. This is the highest performance ever reported for fiber-optic gyroscopes.

摘要

优化光纤陀螺仪的偏置调制对于提高其精度至关重要。在本研究中,我们提出并展示了使用正弦调制的多个谐波作为广泛使用的调制方法(正弦和方波调制)的中间替代方案。我们表明,这种替代方案通过提供平滑的调制,产生干净、无尖峰的输出和令人满意的信噪比,从而集成了每种调制方法的优点。通过使用三个谐波调制并结合高频来降低热相位噪声,我们获得了 5.2(2)μdeg/h 的角随机游走和约 10μdeg/h 的偏置不稳定性。这是光纤陀螺仪的最高性能。

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