谐振式光学微腔陀螺锁频及误差反馈技术研究

来源：电子测量技术杂志2025年第16期北京时间：

作者：李溢凡，白禹，张仕泽，卜韩，刘文耀

单位：1.中北大学仪器与电子学院 太原 030000;2.中北大学极限环境光电动态测试技术与仪器全国重点实验室 太原 030000

摘要：针对谐振式光学微腔陀螺（RMOG）因环境温度与振动等因素导致的谐振频率漂移问题，本文提出了一种基于FPGA的高精度数字锁频及误差反馈技术研究方案。系统通过FPGA实现双相位调制与频差信号处理，结合20位数模转换器AD5791生成高精度反馈信号，利用PI控制器完成激光器频率对光波导谐振腔的实时追踪锁定，并引入基于误差反馈的实时输出补偿算法动态修正输出环路偏差。实验结果表明，该锁频系统响应时间为17.50 ms，锁频精度达48.51 Hz，显著提升了陀螺系统的动态性能与稳定性。相较于传统16位DAC方案，新系统在响应速度与锁频精度上分别提升了49.28%与72.10%，验证了数字化架构与双相位调制技术在抑制噪声和优化频谱分离中的有效性，为谐振式光学微腔陀螺的实用化提供了可靠的技术支持。

关键词：谐振式光学陀螺;FPGA;数字锁频;双相位调制;AD5791;PI控制器;误差反馈

基金资助：国家自然科学基金(62273314)、山西省基础研究计划(202303021224008)资助