2.8. Структурная схема лабораторной установки

Лабораторная установка для исследования характеристик ВОГ изображена на рис.2.8.

Рис.2.8. Структурная схема лабораторной установки для характеристик ВОГ

В неё входят: оптический блок; схема регистрации выходного сигнала; блок индикации; поворотный стол; блок питания оптического блока и схемы регистрации.

1) Состав оптического блока описан выше, а его структурная схема приведена на рис.2.6. В оптическом блоке исследуемого макета в качестве источника света использован серийный полупроводниковый лазер 32ДД105. Для увеличения ширины линии излучения лазера выбран режим его неоптимального возбуждения (ток накачки ниже оптимального).

Деполяризатор излучения состоит из двух отрезков волоконного световода (длиной 4 и 8 м) с искусственно созданным в них сильным двулучепреломлением, сваренных между собой так, чтобы, например, "быстрые" оси были ориентированы под углом 45° друг к другу.

Разветвители являются сварными и изготовлены из изотропного одномодового световода.

Фазовый модулятор представляет собой катушку из нескольких витков одномодового световода, намотанных на пьезокерамичеекий ци­линдр (или металлический разрезной цилиндр с пьезокерамической вставкой).

В качестве фотоприемника использован серийный лавинно-пролетный фотодиод с предварительным усилением сигнала.

Волоконный контур представляет собой многовитковую катушку с внешним диаметром 75 мм, внутренним диаметром 60 мм и высотой 10 мм из одномодового волоконного световода длиной I км.

Конструкция оптического блока для удобства изучения его устройства имеет вид квадратной коробки, в которой размещены все вышеназванные элементы.

2) Структура схемы регистрации приведена на рис.2.5. Сигнал на частоте модуляции с выхода оптического блока поступает на синх­ронный детектор и осциллограф схемы индикации. Опорный сигнал на синхронный детектор подается от генератора, возбуждающего фазовый модулятор. После низкочастотной фильтрации выходной сигнал регистри­руется самописцем схемы индикации.

3) Блок индикации состоит из осциллографа и самописца. Осцил­лограф предназначен для регистрации переменного сигнала на входе в синхронный детектор (выходе предварительного усилителя оптического блока), а самописец-- для регистрации сигнала после синхронного детектирования и низкочастотной фильтрации.

4) Поворотный стол представляет собой горизонтальную площадку, связанную через редуктор с электродвигателем и вращающуюся вокруг вертикальной оси с заданной угловой скоростью. Оптический блок ВОГ размещен на площадке и вращается вместе с ней.

2.9. Порядок выполнения работы

1) В соответствии с инструкциями по эксплуатации включите сна­чала блоки питания и приборы схемы индикации и схемы регистрации, а затем источник питания полупроводникового лазера оптического бло­ка ВОГ.

Поворотный стол должен находиться в неподвижном состоянии.

2) Отметьте величину выходного сигнала P₀ при включении ВОГ и время включения.

3) Проведите калибровку ВОГ на чувствительность к вращению (отметьте время проведения калибровки). Для этого установите ско­рость вращения поворотного стола 0,5 град/с и включите его на вре­мя 20-30 с., затем измените вращение стола с той же скоростью на обратное к через 20-30 с. выключите его.

Определите качественно по сигналу самописца отношение F сигна­ла к шуму (отношение величины сигнала на выходе ВОГ при вращении к величине сигнала в отсутствии вращения). Оцените чувствительность к вращению по формуле:

S = (0,5/F ) град/с = (1800/F) град/ч.

4) Дайте приборам прогреться в течение 30 минут. Снимите гра­фик зависимости выходного сигнала ВОГ от скорости вращения в интер­вале угловых скоростей ±10 град/с (через 1 град/с).

ВНИМАНИЕ! Не допускайте перекручивания подводящих к ВОГ прово­дов, в особенности внимательно следите за этим при больших значени­ях угловой скорости поворотного стола.

5) Снова отметьте величину выходного сигнала Р_к , при неподвиж­ном столе и время измерения. Сравните значение сигнала с величиной, измеренной в пункте 2). Оцените величину дрейфа нуля по формуле:

,

где Р - значение сигнала на выходе ВОГ при угловой скорости 0,5 град/с;

Δt - время между измерениями по пунктам 2) и 5).

6) Оцените чувствительность к вращению по методике пункта 3) и сравните оба измерения.

7) Результаты работы должны быть представлены в виде данных измерений по пункту 1) — 6).