题目：空间谐振式MOEMS陀螺调制解调技术研究

空间谐振式MOEMS（Micro-Opto-Electro-Mechanical System,简称MOEMS微光机电系统）陀螺是由北京航空航天大学提出的一种新型的光学陀螺仪，是以光学检测原理为基础，综合利用微纳米制造技术、微光学技术所形成的光机电一体的、微型化的、集成化的角度传感器。由于综合了光学传感器和微型化技术的优点，所以MOEMS陀螺具有明显的优势：与光纤陀螺、激光陀螺相比，微光机电陀螺体积小，重量更轻；与MEMS惯性器件相比，微光机电陀螺灵敏度高，无运动部件，不需真空封装，而且动态响应范围大，抗电磁干扰能力强，可在一些恶劣环境下使用，具有很强的应用背景。空间谐振式MOEMS陀螺的调制解调技术是实现空间谐振式MOEMS陀螺信号检测的必要技术手段，其信号的微弱性，是制约谐振式MOEMS陀螺技术发展的核心技术问题。论文提出并设计完成了一种基于FPGA与DSP的检测电路，比较了不同检测和控制算法，并进行了优化设计，完成了空间谐振式MOEMS陀螺检测电路与系统的联合调试，并成功地实现了对输出信号的频率锁定。论文首先对MOEMS陀螺的研究意义以及研究背景进行了阐述，介绍了国内外研究状况及发展趋势，明确提出本论文的研究内容及研究目标；然后分析了谐振式光学陀螺的基本原理和系统结构，系统比较了各种信号检测方案，结合本论文要求，提出设计方案。为了减小了由于纯粹阶梯波调制信号复位所引起的噪声,该方案采用三角波与阶梯波组合调整的新颖调制解调方式；同时，方案采用温度控制与压电陶瓷控制共同作用的方法进行频率自动扫描及锁定。在确定了系统方案的基础上，设计了一个基于FPGA与DSP数字信号处理系统的检测电路，通过两者的协同工作，实现了对光路的调制解调，完成了闭环控制回路。然后，采用该系统对普通光纤谐振腔特性进行了实验研究，比较了阶梯波调制与三角波调制两种方案的实际效果，证实了三角波调制具有更好的调制效果，并实现了单光路以及双光路的谐振频率锁定；同时，针对MOEMS谐振腔腔长较小、难于锁定的特点，使用短光纤谐振腔进行了实验，通过温度控制与压电陶瓷共同控制的方法，实现了短光纤谐振腔单光路谐振频率的良好锁定；为进一步完成整个MOEMS陀螺系统打下了的基础。