O projeto do sistema de aquisição de dados do giroscópio de fibra óptica concentra-se em como extrair sinais fracos de velocidade angular do ruído e obter conversão digital de alta precisão e alta sincronização. A abordagem técnica predominante atualmente adota a arquitetura "FPGA+DSP" para atender aos requisitos de aquisição de dados de alta velocidade na etapa de entrada e processamento de sinal complexo na etapa de saída.
A arquitetura geral do sistema normalmente consiste em quatro camadas: front-end do sensor, condicionamento e aquisição de sinal, processamento de dados central e gerenciamento de comunicação e energia. Para um sistema integrado triaxial, é necessário sincronizar a aquisição de sinais de três direções ortogonais.
Em termos de projeto de hardware, o front-end utiliza um circuito de condicionamento de sinal de precisão (amplificação, deslocamento de nível) para adequar a faixa de entrada do ADC. Um ADC Sigma-Delta de alta resolução foi selecionado para garantir a aquisição precisa de sinais fracos. Um FPGA é responsável pelo disparo síncrono multieixo e pela demodulação digital, enquanto um DSP realiza o controle em malha fechada, a compensação de erros e o algoritmo de navegação inercial strapdown. As interfaces de comunicação suportam RS-422, CAN, etc., e incluem uma função de sincronização PPS (pulso por segundo).
Em termos de algoritmos de software, adota-se uma técnica de modulação de onda escalonada em malha fechada digital, na qual a fase de realimentação é aplicada por meio de um guia de ondas em Y para melhorar significativamente a faixa dinâmica e a linearidade. Simultaneamente, algoritmos como compensação dinâmica de tensão, supressão de vibração e redução de ruído do canal de referência são integrados para eliminar eficazmente a deriva térmica e o ruído de intensidade da fonte de luz. O fluxo de processamento de dados inclui calibração de inicialização, amostragem síncrona, compensação computacional e saída integral, sendo os dados finais agrupados de acordo com o protocolo de comunicação e transmitidos para o computador host.
O projeto do sistema equilibra alta precisão, alta sincronização e forte capacidade anti-interferência, tornando-o adequado para cenários de aplicação de navegação que exigem resposta dinâmica rigorosa e estabilidade.
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