The study and design of an electronic system for signal processing of fiber optic gyroscopes with a dynamic modulation

Orientador: Elnatan Chagas FerreiraTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de ComputaçãoResumo: Esta tese apresenta o estudo e o projeto de um processador eletrônico do sinal de um interferômetro de Sagnac a fibra óptica que procura atender especificações para aplicação em navegação inercial. Estudou-se o comportamento de Girômetros a fibra óptica com modulação de fase senoidal através de modelos e simulações de algumas técnicas de processamento do sinal fotodetectado. Procurou-se responder questões como o sinal mínimo detectável para processadores de sinal específicos, como a técnica Lock-in e da técnica Mean Value. A técnica Mean Value foi modificada visando facilitar a implementação eletrônica e melhorar o desempenho em relação à proposta original. Compromissos entre estabilidade e pontos de operação com melhor resolução, na medida da diferença de fase de Sagnac, foram estabelecidos para o processador projetado. Este processador foi aplicado a um giroscópio óptico projetado por pesquisadores do IEAv/CTA, em São José dos Campos/SP.Abstract: This thesis presents the study and design of an electronic signal processor for an optical-fiber Sagnac interferometer aimed at inertial navigation applications. The fiberoptic gyroscope behavior under sinusoidal phase modulations was studied through models and simulation of some signal processing techniques. It was attempted to answer questions like lowest detectable signal for some particular processors, such as synchronous (lock-in) detection and mean value. Modifications to the mean value technique aimed at improving its performance and easing its electronics implementation are presented. Tradeoffs between stability and resolution in Sagnac phase difference measurement were determined for the processor designed and for specific points of operation. This processor was used to extract rotation information from a fiber-optic gyroscope designed and assembled by IEAV/CTA investigators based at São José dos Campos/SP.DoutoradoEletrônica, Microeletrônica e OptoeletrônicaDoutor em Engenharia Elétric