개회로 FOG의 폐회로 신호처리기의 구현

Implementation of a closed-loop signal processor for the open-loop FOG

개회로 구성 광섬유 자이로스코프(FOG)를 위한 폐회로 신호처리의 가능성을 밝히기 위한 신호처리기를 제작하였다. 이 신호처리기는 종래의 위상추적 신호처리 방식을 전디지털로 구현한 것으로서 광검출기의 출력단에서 곧바로 디지털로 변환하여 신호처리함으로써 잡음에 강한 FOG용 신호처리기로 동작할 수 있다. 또 이 신호처리기는 위상편이량 $2\pi$ 범위에서 최대 36비트의 분해능력을 가져 가장 분해능이 높은 신호처리기가 될 가능성이 있으며, 크기가 $2\pi$ 이상인 위상편이량도 측정할 수 있다. 제작된 신호처리기를 전 광섬유 FOG에 적용한 결과 적분시간이 1초일 때 위상차 분해능은 $3\mu$rad(회전율 0.74deg/hr에 해당)로서 지구의 자전속도를 충분히 확인할 수 있는 정도였다.

A signal processor is implemented to verify the possibility of a closed-loop signal processing for the open-loop fiber-optic gyroscope (FOG). As an all-digital implementation of phase tracking scheme, it does analog-to digital conversion of the detector output and signal processing all-digitally thereafter for a noise-immune FOG signal processor. It has a potential of 36-bits resolution in the $2\pi$ range which is best in the number and sets no limit in the magnitude of the phase shift. The new signal processor was tested on an all-fiber gyroscope and turned out to have a resolution of $3\mu$rad(corresponds to 0.74 deg/hr), which is good enough to measure the Earth's rotation rate.