改良された光ファイバージャイロスコープデッドバンド回避装置および方法
【課題】ジャイロコントロールループの飽和で生じる残留ディザー信号によるノイズの増加を抑止する。
【解決手段】光ファイバージャイロスコープ信号処理ディザーシステムは、残留ディザー信号のためにサンプル化した出力においてノイズを増やすことなく、多数のサンプリング期間に対して低振幅のディザー信号を適用することを可能とする。ディザーループとアキュムレータが閉鎖ループの光ファイバージャイロスコープ回転感知システムに付加される。ディザーループはファイバージャイロループのゲインと遅延と釣り合うように調整した遅延とゲインを持つ。デッドバンドを解体するに充分な振幅のゼロミーンディザーがジャイロとディザーループに注入される。ディザーループはジャイロループと同様にしてディザー信号をフィルターし、微分回路に入力してジャイロ出力からディザー信号を除去する信号を提供する。
【解決手段】光ファイバージャイロスコープ信号処理ディザーシステムは、残留ディザー信号のためにサンプル化した出力においてノイズを増やすことなく、多数のサンプリング期間に対して低振幅のディザー信号を適用することを可能とする。ディザーループとアキュムレータが閉鎖ループの光ファイバージャイロスコープ回転感知システムに付加される。ディザーループはファイバージャイロループのゲインと遅延と釣り合うように調整した遅延とゲインを持つ。デッドバンドを解体するに充分な振幅のゼロミーンディザーがジャイロとディザーループに注入される。ディザーループはジャイロループと同様にしてディザー信号をフィルターし、微分回路に入力してジャイロ出力からディザー信号を除去する信号を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は一般に光ファイバージャイロスコープ回転感知システムに関する。特に、この発明は回転比を測定するための光ファイバージャイロスコープが出力する信号の処理に関する。更に詳しくは、この発明は光ファイバージャイロスコープ信号処理システムにおいて低振幅ディザー信号を用いる改良されたディザーシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，０２０，９１２号、本発明の発明者の一人であるジョージ・エイ・パヴラスに１９９１年６月４日交付、は決定論的な位相変調を用いるクローズドループファイバージャイロのデッドバンド回避技術を記載する。定期的なゼロミーンディザー信号が、ジャイロ復調比率信号をも入力とする積分器に入力される。鍵となる要件はジャイロループ帯域幅が、サンプリング周波数（sampling frequency）よりも大きいディザー周波数（dither frequency）より更に大きいことである。理想的にはディザー周波数は少なくともサンプリング周波数の１０倍で、ジャイロループ帯域幅は少なくともディザー周波数の１０倍である。これらの条件が合わなければ、回転センサとしての光ファイバージャイロの運転に問題が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の問題には、限定されたループ帯域幅と有限のアナログデジタル変換器入力範囲によって起こる、大きいディザー振幅によるジャイロコントロールループの前端の飽和が含まれ、もしサンプリング期間中に正確に整数個のディザーサイクルがなければ、出力中のディザー残留が大きくなる。コントロールループの飽和はディザー信号や他の望ましからざる非線形を抹消し損なうことによってランダムウォークの増加に至る。飽和を避けるためにディザー信号の振幅を減らすことは高いサンプリング比におけるデッドバンドの解体のために充分なディザーがないという結果になりえる。サンプリング時間より長い時間小振幅のディザー信号を印加すると、各サンプルが大量の残留ディザーを含んでしまうことになる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、残留ディザー信号によってサンプル化した出力のノイズが増加することなく、多数のサンプリング期間に低振幅のディザー信号を印加できるディザーシステムと方法を提供する。先行技術を超える発明の利点は光ファイバージャイロスコープ回転感知システムの信号処理システムにディザーループとアキュムレータを加えることによって達成される。ディザーループは調整してファイバーループのゲインと遅延に整合させた遅延とゲインを有する。デッドバンドの解体に充分な振幅のゼロミ−ンディザーがジャイロとディザーループに注入される。ディザーループはジャイロループと同じ方法でディザー信号をフィルターし、微分回路に入力されてジャイロ出力からディザー信号を除去する信号を提供する。
【０００５】
光ファイバージャイロスコープが出力する信号のデッドバンドを回避する方法は次の工程よりなる。光ファイバージャイロスコープの入力と出力の間に接続した信号処理装置を含む光ファイバージャイロスコープループを用意する工程と、信号処理装置にディザー信号を注入して光ファイバージャイロスコープから出力される信号にディザー信号を加入する工程。本方法が更に含むのは、ディザー信号と光ファイバージャイロスコープから出力された信号との和を積分器で積分してジャイロ出力プラスディザー信号を生成する工程。ディザー信号を、光ファイバージャイロスコープループがディザー信号入力をフィルターすると同様にフィルターされたフィルターディザー信号を出力するディザーループに注入する。光ファイバージャイロスコープから出力されたジャイロ出力プラスディザー信号とディザーループから出力されたフィルターディザー信号とを微分装置に入力してディザー信号を含まないジャイロ信号出力を得る。
【０００６】
前記方法は、好ましくは、光ファイバージャイロスコープループのゲインと等しくなるようにディザーループのゲインを調整して、ディザーループから出力された信号が光ファイバージャイロスコープループから出力された信号のディザー信号成分の振幅と同じ振幅となるようにする工程を含む。
【０００７】
前記方法は、好ましくは、また更に、積分器からのジャイロ出力プラスディザー信号をジャイロアキュムレータで蓄積する工程と、ディザーループから出力されたフィルターディザー信号をディザーアキュムレータで蓄積する工程を含む。ジャイロアキュムレータとディザーアキュムレータを同時にサンプリングし、サンプリングしたジャイロアキュムレータ出力とサンプリングしたディザーアキュムレータ出力とを微分装置に入力してジャイロ信号出力を生成する。
【０００８】
前記方法は更に、ディザー信号を受けるようにしたディザー加算回路を含むようにディザーループを形成する工程と、ディザー加算回路の出力をディザー積分器に接続する工程と、ディザー遅延回路をディザー積分器に接続してその出力信号を受けるとともに遅延ディザー信号を生成するようにする工程を含む。遅延ディザー信号は増幅され、ディザー乗算器に入力されて増幅ディザー信号は微ゲイン調整信号で乗算される。ディザー乗算器はディザー加算回路に接続されてディザー乗算器から出力される信号がディザー信号に加算される。
【０００９】
本発明による前記方法は好ましくは更に、ディザーループに入力されてディザーループがディザープラスパイロット信号出力を生じるパイロット信号を用意し、光ファイバージャイロスコープループがジャイロプラスディザープラスパイロット信号出力を生じる工程を含む。
【００１０】
本発明による前記方法はまた、好ましくは更に微分回路内で光ファイバージャイロスコープループからのジャイロプラスディザープラスパイロット信号出力をディザープラスパイロット信号と組み合わせてジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号出力を生じる工程と、ゲイン調整のためディザーループとパイロットループの双方に入力される微ゲイン調整信号を出力するようにしたゲイン調整ループによりパイロット信号ならびにジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号を処理して、残留ディザー信号と残留パイロット信号がゼロ振幅となり、微分回路出力がディザーまたはパイロット信号成分のないジャイロ出力であるようにする工程を含む。
【００１１】
前記方法は更に、パイロット信号を入力として受けるようにしたパイロット加算回路を含めてパイロットループを形成する工程と、パイロット加算回路の出力をパイロット積分器に接続する工程と、パイロット遅延回路をパイロット積分器に接続してその出力信号を受け、遅延パイロット信号を生じる工程とを含み得る。遅延パイロット信号が増幅され、次いでパイロット乗算器に印加され、増幅パイロット信号はゲイン調整ループからの微ゲイン調整信号で乗算される。パイロット乗算器がパイロット加算回路に接続されてパイロット乗算器が出力する信号をパイロット信号に加算する。
【００１２】
前記方法はまた更に、乗算回路によりフィルタージャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号をパイロット積分器から出力されたフィルター信号で乗算する工程と、可変ゲイン増幅器により乗算器から出力された信号を増幅する工程とを含み得る。ゲイン調整積分器により可変ゲイン増幅器から出力された信号を積分し、静的ゲイン増幅器により増幅された出力を生じる。静的ゲイン増幅器が出力する信号はサンプリング回路でサンプリングされ、総体から微分されてゲインエラー信号を生じ、微ゲイン調整信号を得る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は低振幅で低周波数のディザー信号を光ファイバージャイロスコープに導入してデッドバンドを解体する手段を提供する。ディザー信号の振幅はジャイロループの飽和を避けるに充分な低さである。本発明はディザー＋パイロットループ５８を用いること煮によって高周波ジャイロ出力から低周波のディザー信号を除去する手段を提供する。本発明はまた、パイロットループ７８を用いてディザー＋パイロットループ５８のゲインとパイロットループ７８のゲインがジャイロループ１１のゲインを追跡できるようにし、ジャイロスコープの温度あるいは経年の変化と共に生じるディザー＋パイロット信号をジャイロ出力から適切に除去することを補償する方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に沿って説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１において、光ファイバー回転感知システム１０は、光信号を光検出器１４に送るように配した光ファイバージャイロスコープ１２を含むファイバージャイロループ１１を包含する。光検出器１４はそれが受ける光信号に対応する電気信号を形成する。増幅器１６が光検出器１４から出力される電気信号を増幅し、増幅電気信号をアナログ／デジタル変換器１８に入力し、光ファイバージャイロスコープ１２のアナログ出力を対応するデジタル信号に変換する。
【００１６】
デジタル信号は加算器２０に入力される。ディザー回路２２は加算器２０にディザー信号を与える。加算器２０はデジタル化ジャイロ出力とディザー信号を加算し、合計信号をジャイロ積分器２４に入力する。ジャイロ積分器２４の出力はランプ発生器２６とジャイロアキュムレータ２８の双方に入力される。ランプ発生器２６の出力は光ファイバージャイロスコープ１２に接続したデジタル／アナログ変換器２９に入力され、光ファイバージャイロスコープ１２がディザー化ランプ入力を受ける。
【００１７】
ディザー回路２２からのディザー信号はディザーループ３２に含まれる加算器３０にも入力される。加算器３０から出力される信号はディザー積分器３４に入力される。ディザー積分器３４は、ディザーループ３２内の遅延回路３６に接続した出力を有する。遅延回路３６は増幅器３８に接続され、増幅器３８は増幅信号を、微ゲイン回路４２から微ゲイン調整信号も受けている乗算器４０に送る。
【００１８】
ディザー積分器３４の出力はまたディザーアキュムレータ４４にも入力される。ジャイロアキュムレータ２８とディザーアキュムレータ４４が出力する信号は微分回路４６に入力される。
【００１９】
ディザーループ３２の遅延とゲインはファイバージャイロループ１１の遅延とゲインに整合するように調整される。ディザー回路２２はデッドバンドを解体するに充分な振幅のゼロミーンディザー信号を出す。ゼロミーンディザー信号は、ディザー積分器３４に接続した加算器３０においてディザーループ３２に入力される。ディザーループ３２の機能はファイバージャイロループ１１がディザー信号をフィルターしてジャイロ出力からディザー信号を除去できるようにするのと本質的に同じ方法でディザー信号をフィルターすることである。
【００２０】
ジャイロ積分器２４の出力はジャイロアキュムレータ２８に送られ、ジャイロ出力周波数でサンプル化されクリヤされる。図１に示されるように、ジャイロアキュムレータ２８の信号出力は、ジャイロループ１１を横断することでフィルターされたディザー信号と合算された望ましいジャイロ出力信号を包含する。ディザー積分器３４の出力はディザーアキュムレータ４４に送られ、ジャイロアキュムレータ２８と同時にサンプル化されリセットされる。ディザーアキュムレータ３４の出力はフィルターされたディザー信号のみを含む。ジャイロアキュムレータ２８の出力とディザーアキュムレータ３４の出力を、図１に示すように微分回路４６で微分すると、ディザーがジャイロ出力から完全に除かれることになる。ジャイロ信号のみが微分回路４６から出力される。
【００２１】
代表的に図１のディザー回路はデジタル領域で機械化されている。デジタル領域ではディザーループ３２の遅延は設計の時点でジャイロループ１１の遅延と整合しかつ変化しないように設定可能である。ディザーを充分に抹消することはディザーループ３２のゲインをジャイロループ１１のゲインと整合させることを必要とする。図１において、微ゲイン調整回路は乗算器４０を介してディザーループ３２のゲインを整調可能とする。この微ゲイン調整はジャイロループ１１のゲインをジャイロランダムウォークの増加を無視できるものとするに充分な正確度に合わせるよう整調可能とする。
【実施例２】
【００２２】
図２は本発明に従う光ファイバー回転感知システム５０を示し、このシステムはジャイロ周波数応答にノッチを生じることなく微ディザーゲインの継続的調整を可能とする強調ディザーループを含む。光ファイバー回転感知システム５０の機能的特徴は下記の構成上の記載のあとで記述する。
【００２３】
図２は図１のジャイロループ１１と同一にし得るジャイロループ１１を含む。ディザー回路５２が加算器５４に入力されるゼロミーンディザー信号を生じる。加算器５４はまたパイロット信号回路５５からパイロット信号を受け、加算器５４がディザー信号とパイロット信号の和である信号を出力する。加算器５４の出力は、ジャイロループ１１の加算器２０とディザー＋パイロットループ５８に含まれる加算器５６に入力される。加算器５６の出力はディザー＋パイロット積分器６０に入力される。積分されたディザー信号はディザー遅延回路６２に入力され、遅延された信号が増幅器６４に出力される。増幅器６４の出力は、ループ５８を完全にするため加算器５６への入力を提供するようにした乗算器６６に入力される。
【００２４】
ディザー＋パイロット積分器６０はまた微分回路６８にも接続され、またジャイロ積分器２４が出すファイバージャイロループ１１の出力を受ける。微分回路６８の出力はゲイン調整ループ７４のアキュムレータ７０とフィルター７２に入力される。
【００２５】
パイロット信号発生回路５５の出力はまたパイロットループ７８に含まれる加算器７６にも入力される。加算器７６の出力は、積分したパイロット信号をパイロット遅延回路８２に送るようにしたパイロット積分器８０に入力される。パイロット遅延回路８２の出力は乗算器８６の入力に接続した出力を持つ増幅器８４に入力される。
【００２６】
パイロット積分器８０の出力はゲイン調整ループ７４に含まれるフィルター８７にも入力される。フィルター８７の出力は、フィルター７２が出力した信号を受けるようにした乗算器８８に入力される。乗算器８８の出力は増幅された信号をゲイン調整積分器９２に送る可変ゲイン増幅器９０に入力される。ゲイン調整積分器９２が出力する積分された信号は、静的ゲインを持つ増幅器９４に入力される。増幅器９４の出力はゲインエラー信号出力を生じるサンプラー９６に接続される。微分回路９８が、ゲインエラー信号ならびに信号発生器１００からの望ましくは１である数的信号入力の双方を受ける。微分回路は１とゲインエラー信号との間の差を計算し、ディザー＋パイロットループ５８内の乗算器６６およびパイロットループ７８内の乗算器８６に入力される微ゲイン調整信号を生じる。乗算器６６は微分回路からの微ゲイン調整信号と増幅器６４からの信号出力の積を加算器５６に入力する。加算器５６はディザー信号と、パイロット信号と乗算器６６からの出力とを加算して、ディザー＋パイロット積分器６０に入力され、また加算器２０においてジャイロループ１１へも入力される信号を生じる。
【００２７】
パイロット信号はゼロミーン信号でもある。パイロット信号の周波数は必要なジャイロ帯域幅より高く選定される。パイロット信号周波数にとって便宜な選択はジャイロのサンプリング周波数かその整数倍である。パイロット信号周波数のこの選択は発明のデジタルな実行を簡略化するが、必要ではない。ディザー周波数とパイロット周波数とジャイロ帯域幅の関係は次の式で表される。
【００２８】
図２に示す本発明の実施例の構成を説明したので、その機能上の特徴を説明する。ディザー信号とパイロット信号が加算され、その和がジャイロループ１１とディザー＋パイロットループ５８の双方に注入される。パイロット信号のみがパイロットループ７８に注入される。ジャイロ積分器２４の出力とディザー＋パイロットループ積分器６０の出力が微分回路６８によって微分される。微分された信号はアキュムレータ７０に入力され、蓄積されてジャイロ出力を出す。微分回路６８からの微分された信号は第１のフィルター７２にも供給される。ディザー＋パイロットループ５８のゲインがジャイロループ１１のゲインと整合すれば、ディザーあるいはパイロット信号が微分された出力内に存在することはない。ゲインが整合しなければ、ディザーとパイロット信号の残留が微分された信号内に存在することになる。
【００２９】
第１フィルター７２は当業で知られる各種の方法で機械化できるハイパスフィルターである。第１フィルター７２の目的は、残留パイロット信号を最小限の減衰で通過させる間に、ＤＣ期間とディザー信号とジャイロ信号とを減衰させることである。このフィルター以後に残留するパイロット信号はジャイロループ１１とディザー＋パイロットループ５８との間のゲインエラーを示す。
【００３０】
パイロットループの出力は、望ましくは第１フィルター７２と同じ第２フィルター８６に供給される。第２フィルター８６の目的は、正確に同じ遅延をパイロット信号に与えてパイロット信号が第１フィルター７２からの残留ディザー＋パイロット信号と時間的に充分に整列するようにすることである。
【００３１】
フィルターされたジャイロ＋ディザー＋パイロット信号はフィルターされたパイロット信号で乗算される。第１フィルター７２からの残留パイロット信号があればフィルターされたパイロット信号で整流し、ＤＣ期間と高調波を生じる。最初のＤＣ期間は可変ゲイン増幅器９０で増幅される。可変ゲイン増幅器９０は適正な微ゲインの出現時（高ゲイン）に迅速に捕獲できるように設けられ、ゲインはゲインの追跡が可能となるように低められる。信号は次に積分され、ＤＣ期間を増調し、高調波を減少させる。信号は次に、ゲイン調整ループ７４の安定動作を確保するために選定したゲインを有する静的ゲイン増幅器９４と会う。信号は次にリセットアキュムレータに送られ、サンプラー９６によりパイロット信号期間の整数倍でサンプルされる。各サンプル間のパイロット期間の数は、ゲイン調整ループがジャイロループ１１におけるゲインの変動を追跡できるように選定される。
【００３２】
サンプラー９６からのサンプル化されたＤＣ期間はゲインエラー信号を構成する。このゲインエラー信号は１から微分され、ディザー＋パイロットループ５８内の乗算器６６とパイロットループ７８内の乗算器８６の双方に帰される。両乗算器６６および８６へのゲインエラー信号の供給はディザー＋パイロットループ５８のゲインとパイロットループ７８のゲインを調整して両ゲインがジャイロループのゲインをリアルタイムで追跡することを確実にする。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は低いジャイロループ帯域幅と高いサンプリング周波数の、決定論的に変調した閉鎖ループの光ファイバージャイロスコープにおいて使用し得る。図１および図２のブロック図に示す全要素は当業において公知であることに注目されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施例のブロック図。
【図２】本発明の増調した第２実施例のブロック図。
【符号の説明】
【００３５】
１０ 光ファイバー回転感知システム
１１ ファイバージャイロループ
１２ 光ファイバージャイロすぉープ
１４ 光検出器
１６ 増幅器
１８ アナログ／デジタル変換器
２０ 加算器
２２ ディザー回路
２４ ジャイロ積分器
２６ ランプ発生器
２８ アキュムレータ
２９ デジタル／アナログ変換器
３０ 加算器
３２ ディザーループ
３４ ディザー積分器
３６ 遅延回路
３８ 増幅器
４０ 乗算器
４２ 微ゲイン回路
４４ ディザーアキュムレータ
４６ 微分回路
５０ 光ファイバー回転感知システム
５２ ディザー回路
５４ 加算器
５５ パイロット信号回路
５６ 加算器
５８ ディザー＋パイロットループ
６０ ディザー＋パイロット積分器
６２ ディザー遅延回路
６４ 増幅器
６６ 乗算器
６８ 微分回路
７０ アキュムレータ
７２ フィルター
７４ ゲイン調整ループ
７６ 加算器
７８ パイロットループ
８０ パイロット積分器
８２ パイロット遅延回路
８４ 増幅器
８６ 乗算器
８７ フィルター
８８ 乗算器
９０ 可変ゲイン増幅器
９２ ゲイン調整積分器
９４ 増幅器
９６ サンプラー
９８ 微分回路
１００ 信号発生器
【技術分野】
【０００１】
この発明は一般に光ファイバージャイロスコープ回転感知システムに関する。特に、この発明は回転比を測定するための光ファイバージャイロスコープが出力する信号の処理に関する。更に詳しくは、この発明は光ファイバージャイロスコープ信号処理システムにおいて低振幅ディザー信号を用いる改良されたディザーシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第５，０２０，９１２号、本発明の発明者の一人であるジョージ・エイ・パヴラスに１９９１年６月４日交付、は決定論的な位相変調を用いるクローズドループファイバージャイロのデッドバンド回避技術を記載する。定期的なゼロミーンディザー信号が、ジャイロ復調比率信号をも入力とする積分器に入力される。鍵となる要件はジャイロループ帯域幅が、サンプリング周波数（sampling frequency）よりも大きいディザー周波数（dither frequency）より更に大きいことである。理想的にはディザー周波数は少なくともサンプリング周波数の１０倍で、ジャイロループ帯域幅は少なくともディザー周波数の１０倍である。これらの条件が合わなければ、回転センサとしての光ファイバージャイロの運転に問題が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の問題には、限定されたループ帯域幅と有限のアナログデジタル変換器入力範囲によって起こる、大きいディザー振幅によるジャイロコントロールループの前端の飽和が含まれ、もしサンプリング期間中に正確に整数個のディザーサイクルがなければ、出力中のディザー残留が大きくなる。コントロールループの飽和はディザー信号や他の望ましからざる非線形を抹消し損なうことによってランダムウォークの増加に至る。飽和を避けるためにディザー信号の振幅を減らすことは高いサンプリング比におけるデッドバンドの解体のために充分なディザーがないという結果になりえる。サンプリング時間より長い時間小振幅のディザー信号を印加すると、各サンプルが大量の残留ディザーを含んでしまうことになる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、残留ディザー信号によってサンプル化した出力のノイズが増加することなく、多数のサンプリング期間に低振幅のディザー信号を印加できるディザーシステムと方法を提供する。先行技術を超える発明の利点は光ファイバージャイロスコープ回転感知システムの信号処理システムにディザーループとアキュムレータを加えることによって達成される。ディザーループは調整してファイバーループのゲインと遅延に整合させた遅延とゲインを有する。デッドバンドの解体に充分な振幅のゼロミ−ンディザーがジャイロとディザーループに注入される。ディザーループはジャイロループと同じ方法でディザー信号をフィルターし、微分回路に入力されてジャイロ出力からディザー信号を除去する信号を提供する。
【０００５】
光ファイバージャイロスコープが出力する信号のデッドバンドを回避する方法は次の工程よりなる。光ファイバージャイロスコープの入力と出力の間に接続した信号処理装置を含む光ファイバージャイロスコープループを用意する工程と、信号処理装置にディザー信号を注入して光ファイバージャイロスコープから出力される信号にディザー信号を加入する工程。本方法が更に含むのは、ディザー信号と光ファイバージャイロスコープから出力された信号との和を積分器で積分してジャイロ出力プラスディザー信号を生成する工程。ディザー信号を、光ファイバージャイロスコープループがディザー信号入力をフィルターすると同様にフィルターされたフィルターディザー信号を出力するディザーループに注入する。光ファイバージャイロスコープから出力されたジャイロ出力プラスディザー信号とディザーループから出力されたフィルターディザー信号とを微分装置に入力してディザー信号を含まないジャイロ信号出力を得る。
【０００６】
前記方法は、好ましくは、光ファイバージャイロスコープループのゲインと等しくなるようにディザーループのゲインを調整して、ディザーループから出力された信号が光ファイバージャイロスコープループから出力された信号のディザー信号成分の振幅と同じ振幅となるようにする工程を含む。
【０００７】
前記方法は、好ましくは、また更に、積分器からのジャイロ出力プラスディザー信号をジャイロアキュムレータで蓄積する工程と、ディザーループから出力されたフィルターディザー信号をディザーアキュムレータで蓄積する工程を含む。ジャイロアキュムレータとディザーアキュムレータを同時にサンプリングし、サンプリングしたジャイロアキュムレータ出力とサンプリングしたディザーアキュムレータ出力とを微分装置に入力してジャイロ信号出力を生成する。
【０００８】
前記方法は更に、ディザー信号を受けるようにしたディザー加算回路を含むようにディザーループを形成する工程と、ディザー加算回路の出力をディザー積分器に接続する工程と、ディザー遅延回路をディザー積分器に接続してその出力信号を受けるとともに遅延ディザー信号を生成するようにする工程を含む。遅延ディザー信号は増幅され、ディザー乗算器に入力されて増幅ディザー信号は微ゲイン調整信号で乗算される。ディザー乗算器はディザー加算回路に接続されてディザー乗算器から出力される信号がディザー信号に加算される。
【０００９】
本発明による前記方法は好ましくは更に、ディザーループに入力されてディザーループがディザープラスパイロット信号出力を生じるパイロット信号を用意し、光ファイバージャイロスコープループがジャイロプラスディザープラスパイロット信号出力を生じる工程を含む。
【００１０】
本発明による前記方法はまた、好ましくは更に微分回路内で光ファイバージャイロスコープループからのジャイロプラスディザープラスパイロット信号出力をディザープラスパイロット信号と組み合わせてジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号出力を生じる工程と、ゲイン調整のためディザーループとパイロットループの双方に入力される微ゲイン調整信号を出力するようにしたゲイン調整ループによりパイロット信号ならびにジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号を処理して、残留ディザー信号と残留パイロット信号がゼロ振幅となり、微分回路出力がディザーまたはパイロット信号成分のないジャイロ出力であるようにする工程を含む。
【００１１】
前記方法は更に、パイロット信号を入力として受けるようにしたパイロット加算回路を含めてパイロットループを形成する工程と、パイロット加算回路の出力をパイロット積分器に接続する工程と、パイロット遅延回路をパイロット積分器に接続してその出力信号を受け、遅延パイロット信号を生じる工程とを含み得る。遅延パイロット信号が増幅され、次いでパイロット乗算器に印加され、増幅パイロット信号はゲイン調整ループからの微ゲイン調整信号で乗算される。パイロット乗算器がパイロット加算回路に接続されてパイロット乗算器が出力する信号をパイロット信号に加算する。
【００１２】
前記方法はまた更に、乗算回路によりフィルタージャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号をパイロット積分器から出力されたフィルター信号で乗算する工程と、可変ゲイン増幅器により乗算器から出力された信号を増幅する工程とを含み得る。ゲイン調整積分器により可変ゲイン増幅器から出力された信号を積分し、静的ゲイン増幅器により増幅された出力を生じる。静的ゲイン増幅器が出力する信号はサンプリング回路でサンプリングされ、総体から微分されてゲインエラー信号を生じ、微ゲイン調整信号を得る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は低振幅で低周波数のディザー信号を光ファイバージャイロスコープに導入してデッドバンドを解体する手段を提供する。ディザー信号の振幅はジャイロループの飽和を避けるに充分な低さである。本発明はディザー＋パイロットループ５８を用いること煮によって高周波ジャイロ出力から低周波のディザー信号を除去する手段を提供する。本発明はまた、パイロットループ７８を用いてディザー＋パイロットループ５８のゲインとパイロットループ７８のゲインがジャイロループ１１のゲインを追跡できるようにし、ジャイロスコープの温度あるいは経年の変化と共に生じるディザー＋パイロット信号をジャイロ出力から適切に除去することを補償する方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に沿って説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１において、光ファイバー回転感知システム１０は、光信号を光検出器１４に送るように配した光ファイバージャイロスコープ１２を含むファイバージャイロループ１１を包含する。光検出器１４はそれが受ける光信号に対応する電気信号を形成する。増幅器１６が光検出器１４から出力される電気信号を増幅し、増幅電気信号をアナログ／デジタル変換器１８に入力し、光ファイバージャイロスコープ１２のアナログ出力を対応するデジタル信号に変換する。
【００１６】
デジタル信号は加算器２０に入力される。ディザー回路２２は加算器２０にディザー信号を与える。加算器２０はデジタル化ジャイロ出力とディザー信号を加算し、合計信号をジャイロ積分器２４に入力する。ジャイロ積分器２４の出力はランプ発生器２６とジャイロアキュムレータ２８の双方に入力される。ランプ発生器２６の出力は光ファイバージャイロスコープ１２に接続したデジタル／アナログ変換器２９に入力され、光ファイバージャイロスコープ１２がディザー化ランプ入力を受ける。
【００１７】
ディザー回路２２からのディザー信号はディザーループ３２に含まれる加算器３０にも入力される。加算器３０から出力される信号はディザー積分器３４に入力される。ディザー積分器３４は、ディザーループ３２内の遅延回路３６に接続した出力を有する。遅延回路３６は増幅器３８に接続され、増幅器３８は増幅信号を、微ゲイン回路４２から微ゲイン調整信号も受けている乗算器４０に送る。
【００１８】
ディザー積分器３４の出力はまたディザーアキュムレータ４４にも入力される。ジャイロアキュムレータ２８とディザーアキュムレータ４４が出力する信号は微分回路４６に入力される。
【００１９】
ディザーループ３２の遅延とゲインはファイバージャイロループ１１の遅延とゲインに整合するように調整される。ディザー回路２２はデッドバンドを解体するに充分な振幅のゼロミーンディザー信号を出す。ゼロミーンディザー信号は、ディザー積分器３４に接続した加算器３０においてディザーループ３２に入力される。ディザーループ３２の機能はファイバージャイロループ１１がディザー信号をフィルターしてジャイロ出力からディザー信号を除去できるようにするのと本質的に同じ方法でディザー信号をフィルターすることである。
【００２０】
ジャイロ積分器２４の出力はジャイロアキュムレータ２８に送られ、ジャイロ出力周波数でサンプル化されクリヤされる。図１に示されるように、ジャイロアキュムレータ２８の信号出力は、ジャイロループ１１を横断することでフィルターされたディザー信号と合算された望ましいジャイロ出力信号を包含する。ディザー積分器３４の出力はディザーアキュムレータ４４に送られ、ジャイロアキュムレータ２８と同時にサンプル化されリセットされる。ディザーアキュムレータ３４の出力はフィルターされたディザー信号のみを含む。ジャイロアキュムレータ２８の出力とディザーアキュムレータ３４の出力を、図１に示すように微分回路４６で微分すると、ディザーがジャイロ出力から完全に除かれることになる。ジャイロ信号のみが微分回路４６から出力される。
【００２１】
代表的に図１のディザー回路はデジタル領域で機械化されている。デジタル領域ではディザーループ３２の遅延は設計の時点でジャイロループ１１の遅延と整合しかつ変化しないように設定可能である。ディザーを充分に抹消することはディザーループ３２のゲインをジャイロループ１１のゲインと整合させることを必要とする。図１において、微ゲイン調整回路は乗算器４０を介してディザーループ３２のゲインを整調可能とする。この微ゲイン調整はジャイロループ１１のゲインをジャイロランダムウォークの増加を無視できるものとするに充分な正確度に合わせるよう整調可能とする。
【実施例２】
【００２２】
図２は本発明に従う光ファイバー回転感知システム５０を示し、このシステムはジャイロ周波数応答にノッチを生じることなく微ディザーゲインの継続的調整を可能とする強調ディザーループを含む。光ファイバー回転感知システム５０の機能的特徴は下記の構成上の記載のあとで記述する。
【００２３】
図２は図１のジャイロループ１１と同一にし得るジャイロループ１１を含む。ディザー回路５２が加算器５４に入力されるゼロミーンディザー信号を生じる。加算器５４はまたパイロット信号回路５５からパイロット信号を受け、加算器５４がディザー信号とパイロット信号の和である信号を出力する。加算器５４の出力は、ジャイロループ１１の加算器２０とディザー＋パイロットループ５８に含まれる加算器５６に入力される。加算器５６の出力はディザー＋パイロット積分器６０に入力される。積分されたディザー信号はディザー遅延回路６２に入力され、遅延された信号が増幅器６４に出力される。増幅器６４の出力は、ループ５８を完全にするため加算器５６への入力を提供するようにした乗算器６６に入力される。
【００２４】
ディザー＋パイロット積分器６０はまた微分回路６８にも接続され、またジャイロ積分器２４が出すファイバージャイロループ１１の出力を受ける。微分回路６８の出力はゲイン調整ループ７４のアキュムレータ７０とフィルター７２に入力される。
【００２５】
パイロット信号発生回路５５の出力はまたパイロットループ７８に含まれる加算器７６にも入力される。加算器７６の出力は、積分したパイロット信号をパイロット遅延回路８２に送るようにしたパイロット積分器８０に入力される。パイロット遅延回路８２の出力は乗算器８６の入力に接続した出力を持つ増幅器８４に入力される。
【００２６】
パイロット積分器８０の出力はゲイン調整ループ７４に含まれるフィルター８７にも入力される。フィルター８７の出力は、フィルター７２が出力した信号を受けるようにした乗算器８８に入力される。乗算器８８の出力は増幅された信号をゲイン調整積分器９２に送る可変ゲイン増幅器９０に入力される。ゲイン調整積分器９２が出力する積分された信号は、静的ゲインを持つ増幅器９４に入力される。増幅器９４の出力はゲインエラー信号出力を生じるサンプラー９６に接続される。微分回路９８が、ゲインエラー信号ならびに信号発生器１００からの望ましくは１である数的信号入力の双方を受ける。微分回路は１とゲインエラー信号との間の差を計算し、ディザー＋パイロットループ５８内の乗算器６６およびパイロットループ７８内の乗算器８６に入力される微ゲイン調整信号を生じる。乗算器６６は微分回路からの微ゲイン調整信号と増幅器６４からの信号出力の積を加算器５６に入力する。加算器５６はディザー信号と、パイロット信号と乗算器６６からの出力とを加算して、ディザー＋パイロット積分器６０に入力され、また加算器２０においてジャイロループ１１へも入力される信号を生じる。
【００２７】
パイロット信号はゼロミーン信号でもある。パイロット信号の周波数は必要なジャイロ帯域幅より高く選定される。パイロット信号周波数にとって便宜な選択はジャイロのサンプリング周波数かその整数倍である。パイロット信号周波数のこの選択は発明のデジタルな実行を簡略化するが、必要ではない。ディザー周波数とパイロット周波数とジャイロ帯域幅の関係は次の式で表される。
【００２８】
図２に示す本発明の実施例の構成を説明したので、その機能上の特徴を説明する。ディザー信号とパイロット信号が加算され、その和がジャイロループ１１とディザー＋パイロットループ５８の双方に注入される。パイロット信号のみがパイロットループ７８に注入される。ジャイロ積分器２４の出力とディザー＋パイロットループ積分器６０の出力が微分回路６８によって微分される。微分された信号はアキュムレータ７０に入力され、蓄積されてジャイロ出力を出す。微分回路６８からの微分された信号は第１のフィルター７２にも供給される。ディザー＋パイロットループ５８のゲインがジャイロループ１１のゲインと整合すれば、ディザーあるいはパイロット信号が微分された出力内に存在することはない。ゲインが整合しなければ、ディザーとパイロット信号の残留が微分された信号内に存在することになる。
【００２９】
第１フィルター７２は当業で知られる各種の方法で機械化できるハイパスフィルターである。第１フィルター７２の目的は、残留パイロット信号を最小限の減衰で通過させる間に、ＤＣ期間とディザー信号とジャイロ信号とを減衰させることである。このフィルター以後に残留するパイロット信号はジャイロループ１１とディザー＋パイロットループ５８との間のゲインエラーを示す。
【００３０】
パイロットループの出力は、望ましくは第１フィルター７２と同じ第２フィルター８６に供給される。第２フィルター８６の目的は、正確に同じ遅延をパイロット信号に与えてパイロット信号が第１フィルター７２からの残留ディザー＋パイロット信号と時間的に充分に整列するようにすることである。
【００３１】
フィルターされたジャイロ＋ディザー＋パイロット信号はフィルターされたパイロット信号で乗算される。第１フィルター７２からの残留パイロット信号があればフィルターされたパイロット信号で整流し、ＤＣ期間と高調波を生じる。最初のＤＣ期間は可変ゲイン増幅器９０で増幅される。可変ゲイン増幅器９０は適正な微ゲインの出現時（高ゲイン）に迅速に捕獲できるように設けられ、ゲインはゲインの追跡が可能となるように低められる。信号は次に積分され、ＤＣ期間を増調し、高調波を減少させる。信号は次に、ゲイン調整ループ７４の安定動作を確保するために選定したゲインを有する静的ゲイン増幅器９４と会う。信号は次にリセットアキュムレータに送られ、サンプラー９６によりパイロット信号期間の整数倍でサンプルされる。各サンプル間のパイロット期間の数は、ゲイン調整ループがジャイロループ１１におけるゲインの変動を追跡できるように選定される。
【００３２】
サンプラー９６からのサンプル化されたＤＣ期間はゲインエラー信号を構成する。このゲインエラー信号は１から微分され、ディザー＋パイロットループ５８内の乗算器６６とパイロットループ７８内の乗算器８６の双方に帰される。両乗算器６６および８６へのゲインエラー信号の供給はディザー＋パイロットループ５８のゲインとパイロットループ７８のゲインを調整して両ゲインがジャイロループのゲインをリアルタイムで追跡することを確実にする。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は低いジャイロループ帯域幅と高いサンプリング周波数の、決定論的に変調した閉鎖ループの光ファイバージャイロスコープにおいて使用し得る。図１および図２のブロック図に示す全要素は当業において公知であることに注目されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１実施例のブロック図。
【図２】本発明の増調した第２実施例のブロック図。
【符号の説明】
【００３５】
１０ 光ファイバー回転感知システム
１１ ファイバージャイロループ
１２ 光ファイバージャイロすぉープ
１４ 光検出器
１６ 増幅器
１８ アナログ／デジタル変換器
２０ 加算器
２２ ディザー回路
２４ ジャイロ積分器
２６ ランプ発生器
２８ アキュムレータ
２９ デジタル／アナログ変換器
３０ 加算器
３２ ディザーループ
３４ ディザー積分器
３６ 遅延回路
３８ 増幅器
４０ 乗算器
４２ 微ゲイン回路
４４ ディザーアキュムレータ
４６ 微分回路
５０ 光ファイバー回転感知システム
５２ ディザー回路
５４ 加算器
５５ パイロット信号回路
５６ 加算器
５８ ディザー＋パイロットループ
６０ ディザー＋パイロット積分器
６２ ディザー遅延回路
６４ 増幅器
６６ 乗算器
６８ 微分回路
７０ アキュムレータ
７２ フィルター
７４ ゲイン調整ループ
７６ 加算器
７８ パイロットループ
８０ パイロット積分器
８２ パイロット遅延回路
８４ 増幅器
８６ 乗算器
８７ フィルター
８８ 乗算器
９０ 可変ゲイン増幅器
９２ ゲイン調整積分器
９４ 増幅器
９６ サンプラー
９８ 微分回路
１００ 信号発生器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバージャイロスコープの入力と出力の間に接続した信号処理装置を含む光ファイバージャイロスコープループを用意する工程と、
信号処理装置にディザー信号を注入して光ファイバージャイロスコープから出力される信号にディザー信号を加入する工程と、
ディザー信号と光ファイバージャイロスコープから出力された信号との和を積分器で積分してジャイロ出力プラスディザー信号を生成する工程と、
ジャイロ出力プラスディザー信号を割算して光ファイバージャイロスコープに入力される第１の部分と第２の部分とにする工程と、光ファイバージャイロスコープループがディザー信号入力をフィルターすると同様にフィルターされたフィルターディザー信号を出力するディザーループにディザー信号を注入する工程と、
光ファイバージャイロスコープから出力されたジャイロ出力プラスディザー信号とディザーループから出力されたフィルターディザー信号とを微分装置に入力してディザー信号を含まないジャイロ信号出力を得る工程と
とよりなる、光ファイバージャイロスコープが出力する信号のデッドバンドを回避する方法。
【請求項２】
光ファイバージャイロスコープループのゲインと等しくなるようにディザーループのゲインを調整して、ディザーループから出力された信号が光ファイバージャイロスコープループから出力された信号のディザー信号成分の振幅と同じ振幅となるようにする工程を含む、請求項１の方法。
【請求項３】
積分器からのジャイロ出力プラスディザー信号をジャイロアキュムレータで蓄積する工程と、
ディザーループから出力されたフィルターディザー信号をディザーアキュムレータで蓄積する工程と、
ジャイロアキュムレータとディザーアキュムレータを同時にサンプリングする工程と、
サンプリングしたジャイロアキュムレータ出力とサンプリングしたディザーアキュムレータ出力とを微分装置に入力してジャイロ信号出力を生成する工程と
を更に含む請求項２の方法。
【請求項４】
ディザー信号を入力として受けるように配置したディザー加算回路を含むようにディザーループを形成する工程と，
ディザー加算回路の出力をディザー積分器に接続する工程と、
ディザー遅延回路をディザー積分器に接続してその信号出力を受けると共に遅延ディザー信号を生成するようにする工程と、
遅延ディザー信号を増幅する工程と、
増幅ディザー信号をディザー乗算器に印加する工程と、
増幅ディザー信号を微ゲイン調整信号で乗算する工程と、
ディザー乗算器をディザー加算回路に接続してディザー乗算器から出力される信号がディザー信号に加算されるようにする工程と
を更に含む請求項2の方法。
【請求項５】
パイロット信号をディザーループ内に注入するパイロット信号生成機を用意してディザーループがディザープラスパイロット信号出力を生成すると共に光ファイバージャイロスコープループがジャイロプラスディザープラスパイロット信号出力を生成するようにする工程を更に含む請求項1の方法。
【請求項６】
微分回路内において光ファイバージャイロスコープループからのジャイロプラスディザープラスパイロット信号出力をディザープラスパイロット信号と組合せてジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号出力を生成する工程と、
ゲイン調整のためにディザーループとパイロットループの双方に入力される微ゲイン調整信号を出力するように配置したゲイン調整ループによりパイロット信号ならびにジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号を処理して、残留ディザー信号と残留パイロット信号がゼロ振幅となり、微分回路出力がディザー或いはパイロット信号成分の無いジャイロ出力であるようにする工程と
を更に含む請求項5の方法。
【請求項７】
パイロット信号を入力として受けるように配置したパイロット加算回路を含んでパイロットループを形成する工程と、
パイロット加算回路の出力をパイロット積分器に接続する工程と、
パイロット遅延回路をパイロット積分器に接続してそれが出力する信号を受け、遅延パイロット信号を生成するようにする工程と、
遅延パイロット信号を増幅する工程と、
増幅パイロット信号をパイロット乗算器に印加する工程と、
増幅パイロット信号をゲイン調整ループから出力された微ゲイン調整信号で乗算する工程と、
パイロット乗算器をパイロット加算回路に接続してパイロット乗算器が出力する信号をパイロット信号に加算するようにする工程と
を更に含む請求項6の方法。
【請求項８】
乗算回路によりフィルタージャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号をパイロット積分器から出力されたフィルター信号で乗算する工程と、
可変ゲイン増幅器により乗算器から出力された信号を増幅する工程と、
ゲイン調整積分器により可変ゲイン増幅器から出力された信号を積分する工程と、
静的ゲイン増幅器によりゲイン調整積分器から出力された信号を乗算する工程と、
サンプリング回路により静的ゲイン増幅器から出力された信号をサンプリングしてゲインエラー信号を生成する工程と、
１からゲインエラー信号を微分して微ゲイン調整信号を得る工程と
を更に含む請求項6の方法。
【請求項９】
光ファイバージャイロスコープの入力と出力の間に接続した信号処理装置を含む光ファイバージャイロスコープループと、
ディザー信号を信号処理装置に注入してディザー信号を光ファイバージャイロスコープが出力する信号に加入するように配置したディザー信号発生器と、
ディザー信号と光ファイバージャイロスコープが出力した信号との和を積分器により積分してジャイロ出力プラスディザー信号を生成する、光ファイバージャイロスコープループ内の積分器と、
光ファイバージャイロスコープが出力するジャイロ出力プラスディザー信号とディザーループが出力するフィルターディザー信号を受けて、ディザー信号を含まないジャイロ信号出力を出すように配置した微分回路と
よりなる、光ファイバージャイロスコープが出力する信号のデッドバンドを回避する装置。
【請求項１０】
ディザーループはディザーループのゲインが光ファイバージャイロスコープループのゲインに等しくなるようにして、ディザーループが出力する信号が光ファイバージャイロスコープループの出力する信号のディザー信号成分の振幅と同じ振幅となるように配置された請求項９の装置。
【請求項１１】
積分器からのジャイロ出力プラスディザー信号を蓄積するようにしたジャイロアキュムレータと、
ディザーループが出力するフィルターディザー信号を蓄積するようにしたディザーアキュムレータとを更に備え、ジャイロアキュムレータとディザーアキュムレータとは同時にサンプリングされるとともに微分回路に入力されてジャイロ信号出力を生じるようにした、請求項１０の装置。
【請求項１２】
ディザーループ内にディザー信号を入力として受けるように配置したディザー加算回路と、
ディザー加算回路の出力に接続したディザー積分器と、
ディザー積分器に接続してその出力する信号を受け、遅延ディザー信号を生じるディザー遅延回路と、
遅延ディザー信号を増幅するように配置したディザー増幅器と、
ディザー増幅器の出力に接続して増幅ディザー信号を受けるディザー乗算器と、
増幅ディザー信号を微ゲイン信号によって乗算するように配置した乗算器に接続された微ゲイン調整信号発生器とを更に備え、乗算器はディザー加算回路に接続されてディザー乗算器から出力される信号がディザー信号に加入されるようにした、請求項１０の装置。
【請求項１３】
ディザーループに入力されるパイロット信号を注入するように配置されてディザーループがディザープラスパイロット信号出力を生じるように、かつ光ファイバージャイロスコープループがジャイロ複数ディザープラスパイロット信号出力を生じるようにしたパイロット信号ループを更に備える、請求項９の装置。
【請求項１４】
光ファイバージャイロスコープループが出力するジャイロプラスディザープラスパイロット信号をディザープラスパイロット信号と組み合わせて、ジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号出力を生じる微分回路と、
パイロット信号とジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号を処理してディザーループとパイロットループの双方に、それらのゲインを調整するために、入力される微ゲイン調整信号を提供して、微分回路出力がディザーまたはパイロット信号成分のないジャイロ出力となるように、残留ディザー信号と残留パイロット信号がゼロ振幅となるようにするゲイン調整ループと
を更に備える、請求項１３の装置。
【請求項１５】
パイロットループ内においてパイロット信号を入力として受けるように配置したパイロット加算回路と、
パイロット加算回路の出力に接続したパイロット積分器と、
パイロット積分器に接続しその出力する信号を受けて遅延パイロット信号を生じるパイロット遅延回路と、
遅延パイロット信号を増幅するように配置したパイロット増幅器と、
パイロット増幅器に接続し、増幅されたパイロット信号をゲイン調整ループから出力される微ゲイン調整信号により乗算するようにしたパイロット乗算器であって、パイロット加算回路に接続されてパイロット乗算器が出力する信号がパイロット信号に加算されるようにしたものと
を更に備える、請求項６の装置。
【請求項１６】
フィルターされたジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号をパイロット積分器が出力するフィルターされた信号により乗算するようにした乗算器と、
乗算器が出力する信号を増幅するようにした可変ゲイン増幅器と、
可変ゲイン増幅器が出力する信号を積分するようにしたゲイン調整積分器と、
ゲイン調整積分器が出力する信号を乗算するようにした静的ゲイン増幅器と、
静的ゲイン増幅器が出力する信号をサンプリングしてゲインエラー信号を生じるようにしたサンプリング回路と、
総体からゲインエラー信号を微分して微ゲイン調整信号を得るようにした微分回路と
を更に備える、請求項１４の装置。
【請求項１】
光ファイバージャイロスコープの入力と出力の間に接続した信号処理装置を含む光ファイバージャイロスコープループを用意する工程と、
信号処理装置にディザー信号を注入して光ファイバージャイロスコープから出力される信号にディザー信号を加入する工程と、
ディザー信号と光ファイバージャイロスコープから出力された信号との和を積分器で積分してジャイロ出力プラスディザー信号を生成する工程と、
ジャイロ出力プラスディザー信号を割算して光ファイバージャイロスコープに入力される第１の部分と第２の部分とにする工程と、光ファイバージャイロスコープループがディザー信号入力をフィルターすると同様にフィルターされたフィルターディザー信号を出力するディザーループにディザー信号を注入する工程と、
光ファイバージャイロスコープから出力されたジャイロ出力プラスディザー信号とディザーループから出力されたフィルターディザー信号とを微分装置に入力してディザー信号を含まないジャイロ信号出力を得る工程と
とよりなる、光ファイバージャイロスコープが出力する信号のデッドバンドを回避する方法。
【請求項２】
光ファイバージャイロスコープループのゲインと等しくなるようにディザーループのゲインを調整して、ディザーループから出力された信号が光ファイバージャイロスコープループから出力された信号のディザー信号成分の振幅と同じ振幅となるようにする工程を含む、請求項１の方法。
【請求項３】
積分器からのジャイロ出力プラスディザー信号をジャイロアキュムレータで蓄積する工程と、
ディザーループから出力されたフィルターディザー信号をディザーアキュムレータで蓄積する工程と、
ジャイロアキュムレータとディザーアキュムレータを同時にサンプリングする工程と、
サンプリングしたジャイロアキュムレータ出力とサンプリングしたディザーアキュムレータ出力とを微分装置に入力してジャイロ信号出力を生成する工程と
を更に含む請求項２の方法。
【請求項４】
ディザー信号を入力として受けるように配置したディザー加算回路を含むようにディザーループを形成する工程と，
ディザー加算回路の出力をディザー積分器に接続する工程と、
ディザー遅延回路をディザー積分器に接続してその信号出力を受けると共に遅延ディザー信号を生成するようにする工程と、
遅延ディザー信号を増幅する工程と、
増幅ディザー信号をディザー乗算器に印加する工程と、
増幅ディザー信号を微ゲイン調整信号で乗算する工程と、
ディザー乗算器をディザー加算回路に接続してディザー乗算器から出力される信号がディザー信号に加算されるようにする工程と
を更に含む請求項2の方法。
【請求項５】
パイロット信号をディザーループ内に注入するパイロット信号生成機を用意してディザーループがディザープラスパイロット信号出力を生成すると共に光ファイバージャイロスコープループがジャイロプラスディザープラスパイロット信号出力を生成するようにする工程を更に含む請求項1の方法。
【請求項６】
微分回路内において光ファイバージャイロスコープループからのジャイロプラスディザープラスパイロット信号出力をディザープラスパイロット信号と組合せてジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号出力を生成する工程と、
ゲイン調整のためにディザーループとパイロットループの双方に入力される微ゲイン調整信号を出力するように配置したゲイン調整ループによりパイロット信号ならびにジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号を処理して、残留ディザー信号と残留パイロット信号がゼロ振幅となり、微分回路出力がディザー或いはパイロット信号成分の無いジャイロ出力であるようにする工程と
を更に含む請求項5の方法。
【請求項７】
パイロット信号を入力として受けるように配置したパイロット加算回路を含んでパイロットループを形成する工程と、
パイロット加算回路の出力をパイロット積分器に接続する工程と、
パイロット遅延回路をパイロット積分器に接続してそれが出力する信号を受け、遅延パイロット信号を生成するようにする工程と、
遅延パイロット信号を増幅する工程と、
増幅パイロット信号をパイロット乗算器に印加する工程と、
増幅パイロット信号をゲイン調整ループから出力された微ゲイン調整信号で乗算する工程と、
パイロット乗算器をパイロット加算回路に接続してパイロット乗算器が出力する信号をパイロット信号に加算するようにする工程と
を更に含む請求項6の方法。
【請求項８】
乗算回路によりフィルタージャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号をパイロット積分器から出力されたフィルター信号で乗算する工程と、
可変ゲイン増幅器により乗算器から出力された信号を増幅する工程と、
ゲイン調整積分器により可変ゲイン増幅器から出力された信号を積分する工程と、
静的ゲイン増幅器によりゲイン調整積分器から出力された信号を乗算する工程と、
サンプリング回路により静的ゲイン増幅器から出力された信号をサンプリングしてゲインエラー信号を生成する工程と、
１からゲインエラー信号を微分して微ゲイン調整信号を得る工程と
を更に含む請求項6の方法。
【請求項９】
光ファイバージャイロスコープの入力と出力の間に接続した信号処理装置を含む光ファイバージャイロスコープループと、
ディザー信号を信号処理装置に注入してディザー信号を光ファイバージャイロスコープが出力する信号に加入するように配置したディザー信号発生器と、
ディザー信号と光ファイバージャイロスコープが出力した信号との和を積分器により積分してジャイロ出力プラスディザー信号を生成する、光ファイバージャイロスコープループ内の積分器と、
光ファイバージャイロスコープが出力するジャイロ出力プラスディザー信号とディザーループが出力するフィルターディザー信号を受けて、ディザー信号を含まないジャイロ信号出力を出すように配置した微分回路と
よりなる、光ファイバージャイロスコープが出力する信号のデッドバンドを回避する装置。
【請求項１０】
ディザーループはディザーループのゲインが光ファイバージャイロスコープループのゲインに等しくなるようにして、ディザーループが出力する信号が光ファイバージャイロスコープループの出力する信号のディザー信号成分の振幅と同じ振幅となるように配置された請求項９の装置。
【請求項１１】
積分器からのジャイロ出力プラスディザー信号を蓄積するようにしたジャイロアキュムレータと、
ディザーループが出力するフィルターディザー信号を蓄積するようにしたディザーアキュムレータとを更に備え、ジャイロアキュムレータとディザーアキュムレータとは同時にサンプリングされるとともに微分回路に入力されてジャイロ信号出力を生じるようにした、請求項１０の装置。
【請求項１２】
ディザーループ内にディザー信号を入力として受けるように配置したディザー加算回路と、
ディザー加算回路の出力に接続したディザー積分器と、
ディザー積分器に接続してその出力する信号を受け、遅延ディザー信号を生じるディザー遅延回路と、
遅延ディザー信号を増幅するように配置したディザー増幅器と、
ディザー増幅器の出力に接続して増幅ディザー信号を受けるディザー乗算器と、
増幅ディザー信号を微ゲイン信号によって乗算するように配置した乗算器に接続された微ゲイン調整信号発生器とを更に備え、乗算器はディザー加算回路に接続されてディザー乗算器から出力される信号がディザー信号に加入されるようにした、請求項１０の装置。
【請求項１３】
ディザーループに入力されるパイロット信号を注入するように配置されてディザーループがディザープラスパイロット信号出力を生じるように、かつ光ファイバージャイロスコープループがジャイロ複数ディザープラスパイロット信号出力を生じるようにしたパイロット信号ループを更に備える、請求項９の装置。
【請求項１４】
光ファイバージャイロスコープループが出力するジャイロプラスディザープラスパイロット信号をディザープラスパイロット信号と組み合わせて、ジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号出力を生じる微分回路と、
パイロット信号とジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号を処理してディザーループとパイロットループの双方に、それらのゲインを調整するために、入力される微ゲイン調整信号を提供して、微分回路出力がディザーまたはパイロット信号成分のないジャイロ出力となるように、残留ディザー信号と残留パイロット信号がゼロ振幅となるようにするゲイン調整ループと
を更に備える、請求項１３の装置。
【請求項１５】
パイロットループ内においてパイロット信号を入力として受けるように配置したパイロット加算回路と、
パイロット加算回路の出力に接続したパイロット積分器と、
パイロット積分器に接続しその出力する信号を受けて遅延パイロット信号を生じるパイロット遅延回路と、
遅延パイロット信号を増幅するように配置したパイロット増幅器と、
パイロット増幅器に接続し、増幅されたパイロット信号をゲイン調整ループから出力される微ゲイン調整信号により乗算するようにしたパイロット乗算器であって、パイロット加算回路に接続されてパイロット乗算器が出力する信号がパイロット信号に加算されるようにしたものと
を更に備える、請求項６の装置。
【請求項１６】
フィルターされたジャイロプラス残留ディザープラス残留パイロット信号をパイロット積分器が出力するフィルターされた信号により乗算するようにした乗算器と、
乗算器が出力する信号を増幅するようにした可変ゲイン増幅器と、
可変ゲイン増幅器が出力する信号を積分するようにしたゲイン調整積分器と、
ゲイン調整積分器が出力する信号を乗算するようにした静的ゲイン増幅器と、
静的ゲイン増幅器が出力する信号をサンプリングしてゲインエラー信号を生じるようにしたサンプリング回路と、
総体からゲインエラー信号を微分して微ゲイン調整信号を得るようにした微分回路と
を更に備える、請求項１４の装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２０３２４２（Ｐ２００８−２０３２４２Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２２５１２（Ｐ２００７−３２２５１２）
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（５０７４０８３１６）ノースロップ グラマン ガイダンス アンド エレクトロニクス カンパニー，インコーポレーテッド (8)
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＲＴＨＲＯＰ ＧＲＵＭＭＡＮ ＧＵＩＤＡＮＣＥ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯＭＰＡＮＹ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】１８４０ Ｃｅｎｔｕｒｙ Ｐａｒｋ Ｅａｓｔ， Ｌｏｓ Ａｎｇｅｌｅｓ， ＣＡ ９００６７−２１０１， Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（５０７４０８３１６）ノースロップ グラマン ガイダンス アンド エレクトロニクス カンパニー，インコーポレーテッド (8)
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＲＴＨＲＯＰ ＧＲＵＭＭＡＮ ＧＵＩＤＡＮＣＥ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＣＯＭＰＡＮＹ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】１８４０ Ｃｅｎｔｕｒｙ Ｐａｒｋ Ｅａｓｔ， Ｌｏｓ Ａｎｇｅｌｅｓ， ＣＡ ９００６７−２１０１， Ｕ．Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
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