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光学陀螺是一种基于光学Sagnac效应,检测运载体相对惯性空间的旋转角速度的高精度传感器,应用于导航和惯性制导系统。谐振式微光学陀螺(Resonant Micro Optic Gyro, RMOG)以光波导谐振腔(Waveguide-type Ring Resonator, WRR)为Sagnac效应敏感环,相比于光纤陀螺,在小型化和集成化上具有无可取代的优势。相比于单路闭环RMOG,双路闭环可以更好地抑制互易性噪声,并改善陀螺带宽。论文在完善和优化单路闭环RMOG数字检测系统的基础上,首次实现了以单片FPGA为核心的双路闭环全数字检测系统,并应用于实际RMOG系统,相较于由分立仪器构成的检测电路来说,它不仅具有噪声低、延时小、可靠性高、可配置性强等优点,更利于RMOG的集成化。论文基于正弦相位调制和环路锁定技术,构建了RMOG数字检测系统,完成低噪声、低延时设计。在此基础上,通过方案对比,确定采用直接数字频率合成器(Direct Digital Frequency Synthesizer, DDS)为声光移频器(Acoustic Optic Frequency Shifter, AOFS)的驱动电路,在满足频率分辨率同时,不会额外引入相位噪声,且易于信号提取。以单片FPGA为核心的硬件平台上实现了双路闭环RMOG数字检测系统,包括调制解调、比例积分(Proportional Integrator, PI)反馈控制、DDS时序控制、陀螺信号提取等模块。测试结果表明,研制的数字检测系统等效输入噪声低于5.53nV/√Hz,应用于谐振腔直径为2.5cm的RMOG,等效检测精度为30°/h。第一闭环检测电路处理延时约为1.1μs,第二闭环检测电路处理延时约为1.6μs,相比于分立仪器实现所需的300μs延时,具有很大改善,有利于提高环路增益,抑制互易性噪声；第二闭环路中的DDS频率分辨率为0.]16Hz,相当于陀螺以2.15°/h转动所产生频差,完全满足系统的频率控制精度要求。在上述基础上,将数字检测系统应用于双路闭环RMOG系统,并进行相关测试。1小时测试结果,RMOG双路等效锁定精度分别为0.0039°/s和0.0055°/s,输出带宽为1s积分时间时,陀螺的长期零偏稳定性为0.502°/s；并且可以清晰地分辨出频率为O.1Hz、峰值为±0.1°/s的正弦摆动,并且在±0.5°/s～±1000°/s的测试范围内,标度因素非线性度由单路闭环的0.448%降至0.131%。