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谐振式光纤陀螺(Resonant Fiber Optic Gyro,RFOG)是一种基于光学Sagnac效应的高精度惯性角速度传感器,其核心敏感器件是光纤环形谐振腔(Fiber Ring Resonator,FRR)。与传统的干涉式光纤陀螺相比,RFOG可以利用更短的光纤实现同样的检测精度,有利于系统的小型化。调制解调和谐振频率伺服回路是RFOG信号检测系统中的两项重要技术,论文以FPGA为核心,对这两个模块进行了优化设计和性能测试,并应用到实际RFOG中。主要研究工作如下:(1)优化设计并研制了数字正弦波相位调制同步方波解调模块,从理论和实验两个方面验证了同步方波解调的先进性。数字正弦波调制信号由CORDIC算法产生,同步方波解调用数字开关实现,和同步正弦波解调技术相比,同步方波解调模块能够减少FPGA的资源占用,降低信号处理延时;研制的同步方波解调模块等效零输入噪声测试结果为9.33nV/√Hz,应用于实际RFOG,测试得到的解调曲线斜率和短期零偏稳定性分别是采用同步正弦波解调模块时的1.56和1.47倍。(2)优化设计了包含激光器和相位调制器反馈回路的谐振频率伺服回路模块,从环路传递函数出发,建立了谐振频率伺服回路分析模型,分析了环路各模块参数包括激光器和相位调制器两个反馈回路中的低通滤波器时间常数、环路增益、延时和激光器反馈回路PI模块中的积分时间对环路特性的影响,并优化了环路参数。理论分析结果表明:优化后的谐振频率伺服回路,低频处的噪声抑制仍以激光器反馈回路为主,相位调制器反馈回路则提供高频处的噪声抑制,能够减小调制频率偶倍频处的激光频率噪声对RFOG检测精度的影响;相位调制器反馈回路的低延时特性,能够实现激光频率的快速跟踪与锁定,改善RFOG的温变特性。(3)研制了包含激光器和相位调制器反馈回路的谐振频率伺服回路模块,应用于实际RFOG,通过对相位调制器施加不同调制频率的正弦信号用于模拟激光频率噪声影响以及对RFOG快速温变特性的测试,验证了该伺服模块对高频噪声的抑制能力和快速响应特性。测试结果表明,和采用只包含激光器反馈回路的谐振频率伺服回路模块相比,调制频率2倍频和4倍频处的激光频率嗓声影响分别改善了 12.68dB和1.51dB;6分钟变化12℃的变温测试结果表明,RFOG零偏稳定性从41.93°/h提高到36.65°/h。将优化的调制解调和谐振频率伺服回路模块应用于实际RFOG,在实验室环境半小时测试时间下,RFOG零偏稳定性的Allan方差最低点为约3°/h。