Design of DSP based Depolarized Fiber Optic Gyroscope

DSP 기반의 비편광 광자이로스코프 설계

The interferometric fiber optic gyroscopes (FOGs) are well known as sensors of rotation, which are based on Sagnac effect, and have been under development for a number of years to meet a wide range of performance requirements. This paper describes the development of open-loop FOG and digital signal processing techniques implemented on FPGA. Our primary goal was to obtain intermediate accuracy (pointing grade) with a good bias stability ($0.22^{\circ}/hr$) and scale factor stability, extremely low angle random walk ($0.07^{\circ}/\sqrt{hr}$) and significant cost savings by using a single mode fiber. A secondary goal is to design all digital FOG signal processing algorithms with which the SNR at the digital demodulator output is enhanced substantially due to processing gain. The CIC type of decimation block only requires adders and shift registers, low cost processors which has low computing power still can used in this all digital FOG processor.

Sagnac 효과를 사용한 회전센서로 알려진 광자이로스코프(이하 FOG)는 넓은 범위의 회전율을 측정하기 위해 개발 중에 있다. 본 논문은 개루프 FOG의 개발과 FPGA를 이용한 디지털 신호처리 기술을 다루고 있다. 첫째로 Good bias stability($0.22^{\circ}/hr$), Scale factor stability, 단일모드 광섬유를 이용한 최대한 낮은 angle random walk ($0.07^{\circ}/\sqrt{hr}$) 와 저가의 중급 자이로 (pointing grade)의 설계를 목표로 하고 있다. 둘째 Processing 이득에 의해 실질적으로 디지털 Demodulator 출력이 개선된 SNR을 갖는 디지털 FOG 신호처리 알고리즘을 디자인 했다. 적은 계산량을 가진 저가의 프로세서와 Adder, 그리고 Shift register만으로 필요로 하는 CIC타입의 Decimation 블록은 이러한 모든 디지털 FOG 프로세서에 사용 가능하다.