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1、自光纖陀螺誕生以來(lái),它以其顯著的優(yōu)點(diǎn)、靈活的結(jié)構(gòu)和誘人的前景,受到世界許多國(guó)家的大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的重視,取得了很大的進(jìn)步。但光纖陀螺在各國(guó)的發(fā)展?fàn)顩r、研究情況不盡相同,具有各自的特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)光纖陀螺的研制起步比較晚,但近幾年發(fā)展速度很快,目前, 國(guó)內(nèi)光纖陀螺的研制水平已接近慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的中、低精度要求。 高精度和低成本是未來(lái)光纖陀螺發(fā)展的兩大方向。高精度的光纖陀螺主要應(yīng)用在空間技術(shù)、軍事應(yīng)用和科學(xué)研究領(lǐng)域, 而低成本光纖陀螺主要作
2、為角度傳感器在汽車導(dǎo)航、機(jī)器人等許多精度要求不高的領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景。本文以提高陀螺精度為目標(biāo)進(jìn)行了一些研究。 影響陀螺性能的因素有很多,而溫度是引起陀螺系統(tǒng)漂移的一個(gè)重要因素,對(duì)于高精度光纖陀螺而言,克服溫度影響尤為重要。本課題以提高陀螺精度為指導(dǎo)思想,采用全數(shù)字閉環(huán)方案并集成溫度補(bǔ)償,在全溫度范圍內(nèi)提高陀螺的精度。 陀螺信號(hào)處理芯片采用Xilinx 公司Spartan-3系列 FPGA器件。Spartan-3
3、FPGA 采用90nm制造技術(shù)來(lái)獲得較低的硅裸片成本,并且擁有高效率實(shí)現(xiàn)DSP功能所需要的所有系統(tǒng)特點(diǎn)(這些特點(diǎn)一度屬于高端FPGA所專有)的低成本FPGA。Spartan-3系列是一款目前市場(chǎng)上單位成本內(nèi)有效I/O管腳最多,具有極高性價(jià)比的系統(tǒng)級(jí)器件。 FPGA本質(zhì)上是未完全連接的邏輯和信號(hào)處理資源陣列。這些信號(hào)處理資源使設(shè)計(jì)人員可利用高度可擴(kuò)展的并行處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)DSP功能。傳統(tǒng)DSP解決方案以串行方式實(shí)現(xiàn)多次乘法累加(M
4、AC)功能,而FPGA則可利用Spartan-3系列所集成的專用乘法器和寄存器以并行方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外,可編程能力使得用戶在實(shí)現(xiàn)所需要的功能時(shí),可通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)牟⑿卸仍谄骷娣e和性能之間做出折衷。 以Spartan-3系列 FPGA為信號(hào)處理主芯片克服了傳統(tǒng)FPGA器件不能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)DSP功能的弊端,并解決了FPGA+DSP方案會(huì)增加陀螺信號(hào)處理板的復(fù)雜度、增大電路面積、增加陀螺成本的問(wèn)題,促進(jìn)了光纖陀螺的小型化研制,實(shí)現(xiàn)了陀螺信號(hào)
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