gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2016.24.2.020-032gyroscopy-348Research ArticleСтатьиКомпенсация избыточного шума в волоконно-оптическом гироскопеCompensation of Excess RIN in Fiber-Optic GyroАлейникА. С.AleinikA. S.

Алейник Артем Сергеевич. Кандидат технических наук, доцент кафедры, заведующий лабораторией. 

ДейнекаИ. Г.DeinekaI. G.

Дейнека Иван Геннадьевич. Кандидат технических наук, ассистент кафедры, заведующий лабораторией. 

СмоловикМ. А.SmolovikM. A.

Смоловик Михаил Андреевич, аспирант, инженер-исследователь.

НефоросныйС. Т.NeforosnyiS. T.

Нефоросный Сергей Тимурович, инженер.

РупасовА. В.RupasovA. V.

Рупасов Андрей Викторович, кандидат технических наук, инженер 1-й категории.

Университет ИТМО, кафедра световодной фотоники, лаборатория программируемой электроники» (С.-Петербург).РоссияITMO University, St. PetersburgRussian FederationУниверситет ИТМО, кафедра световодной фотоники, лаборатория моделирования и программирования (С.-Петербург).РоссияITMO University, St. PetersburgRussian FederationУниверситет ИТМО, кафедра световодной фотоники (С.-Петербург).РоссияITMO University, St. PetersburgRussian FederationАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC, St. PetersburgRussian Federation2016021220252422032Copyright © Алейник А.С., Дейнека И.Г., Смоловик М.А., Нефоросный С.Т., Рупасов А.В., 20252025Алейник А.С., Дейнека И.Г., Смоловик М.А., Нефоросный С.Т., Рупасов А.В.Aleinik A.S., Deineka I.G., Smolovik M.A., Neforosnyi S.T., Rupasov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/348

Описаны источники фундаментальных шумов, присутствующих в измерительном сигнале ВОГ. Рассмотрены способы компенсации избыточного шума. Предложен и реализован способ повышения эффективности метода компенсации, использующего для подавления шума деление сигналов с двух фотоприемных устройств. Проведено функциональное моделирование, позволяющее оценить предельную теоретическую величину подавления шума выбранным методом компенсации при уровне мощности на фотоприемном устройстве от 10 мкВт. Представлены результаты испытаний экспериментального образца ВОГ. Построены вариации Аллана для случаев с компенсацией и без нее.

The paper describes the sources of fundamental noises in FOG measurement signal. Methods of excess relative intensity noise (RIN) compensation are considered. Technique improving the compensation method using division of signals from two photodetectors for noise suppression is proposed and implemented. Functional simulation is conducted, which estimates the limiting theoretical value of noise suppression by the selected compensation method with the photodetector power of min 10 μW. Test results for FOG experimental prototype are presented. Allan variance plots for the cases with and without compensation are constructed.

Волоконно-оптический гироскопизбыточный шумметоды компенсации шума.Fiber-optic gyrorelative intensity noisenoise compensation methodsReferencesMorkel P.R., Laming, R.I., Payne, D.N. Noise characteristics of high-power doped-fibre superluminescent sources // Electron. Lett., № 26, 1990. С. 96-98.Morkel, P.R., Laming, R.I., and Payne, D.N., Noise characteristics of high-power doped-fibre superluminescent sources, Electron. Lett., 1990, no. 26, pp. 96-98.Bløtekjer K. Fundamentalnoise sources which limit the ultimate resolution // SPIE, № 3555, 1998. С. 1-12.Bløtekjer, K., Fundamental noise sources which limit the ultimate resolution, SPIE, 1998, no. 3555, pp. 1-12.Burns W.K., Moeller R.P., Dandridge A. Excess Noise in Fiber Gyroscope // SPIE, № 1367, 1990. С. 87-92.Burns, W.K., Moeller, R.P., Dandridge, A., Excess noise in fiber gyroscope, SPIE, 1990, no. 1367, pp. 87-92.Lee K. Standjord et al., System for suppression of relative intensity noise in a fiber optic gyroscope, US6204921 B1, 2001.Standjord, L.K. et al., System for suppression of relative intensity noise in a fiber optic gyroscope, US6204921 B1, 2001.Burns W. K., Moeller R. P. Noise Effects in High Sensitivity Fiber Optic Gyros // SPIE, № 2837, 1996. С. 381-387.Burns, W.K. and Moeller, R.P., Noise effects in high sensitivity fiber optic gyros, SPIE, 1996, no. 2837, pp. 381-387.Sidney M. Bennett, Apparatus and method for electronic RIN reduction in fiber-optic sensors, US6370289 B1, 2002.Bennett, S.M., Apparatus and method for electronic RIN reduction in fiber-optic sensors, US6370289 B1, 2002.Guattari F., Chouvin S., Moluçon C., Lefèvre H. A Simple Optical Technique to Compensate for Excess RIN in a Fiber-Optic Gyroscope // Proceedings of Inertial Sensors and Systems Symposium (ISS), Karlsruhe, Germany. 2014. С. 10.1-10.14.Guattari, F., Chouvin, S., Moluçon, C., and Lefèvre, H., A simple optical technique to compensate for excess RIN in a fiber-optic gyroscope, Proceedings of Inertial Sensors and Systems Symposium (ISS), Karlsruhe, Germany, 2014, pp. 10.1-10.14.Алейник А.С. Исследование и повышение точностных параметров волоконно-оптических гироскопов // дис. канд. техн. наук. - 05.11.01. СПб., 2012.Aleinik, A.S., Studying and enhancing the accuracy characteristics of fiber-optic gyro, Cand. Sci. (Tech.) Dissertation, 05.11.01, St. Petersburg, 2012.Алейник А.С., Мешковский И.К., Стригалёв В.Е. Волоконно-оптический гироскоп, Изобретение 2444704, Октябрь 26, 2010.Aleinik, A.S.,, Meshkovskii, I.K.,. Strigal’ov V. E. et al., Fiber-optic gyro, Invention 2444704, October 26, 2010.Сирая Т.Н. Вариация Аллана как оценка погрешности измерения // Гироскопия и навигация. - 2010. - № 2. - С. 29-36.Siraya, T.N., Allan variance as the estimate of measurement error, Giroskopiya i Navigatsiya, 2010, no. 2(69), pp. 29-36.Кучерков С.Г., Лычёв Д.И., Скалон А.И., Чертков Л.А. Использование вариации Аллана при исследовании характеристик микромеханического гироскопа // Гироскопия и навигация. - 2003. - № 2. - С. 98-104.Kucherkov, S.G., Lychev, D.I., Skalon, A.I., and Chertkov, L.A., Using Allan variance in studying the characteristics of MEMS gyro, Giroskopiya i Navigatsiya, 2003, no. 2, pp. 98-104.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.