ntvНаучно-технический вестник информационных технологий, механики и оптикиScientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics2226-14942500-0373Университет ИТМО10.17586/2226-1494-2022-22-2-302-307ntv-162Research ArticleКОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИCOMPUTER SCIENCEВспомогательный генератор сигнала произвольной формы для волоконно-оптического гироскопаAuxiliary arbitrary waveform generator for fiber optic gyroscopehttps://orcid.org/0000-0001-7565-2466КузнецовВ. Н.KuznetsovV. N.

Кузнецов Владимир Николаевич — инженер 

 Санкт-Петербург, 197101 

 Vladimir N. Kuznetsov — Engineer

Saint Petersburg, 197101 

 sc 57208316238 

vnkuznetcov@itmo.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3889-2628ЛитвиновЕ. В.LitvinovE. V.

 Литвинов Елисей Викторович — инженер 

 Санкт-Петербург, 197101 

 sc 57208316238 

Elisei V. Litvinov — Engineer 

Saint Petersburg, 197101 

 sc 57208316238 

elitvinov@itmo.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5682-5819ВостриковЕ. В.VostrikovE. V.

Востриков Евгений Владимирович — инженер 

 Санкт-Петербург, 197101 

 sc 57219034468 

 Evgenii V. Vostrikov — Engineer 

Saint Petersburg, 197101 

 sc 57219034468 

evvostrikov@itmo.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1557-8035ДейнекаИ. Г.DeynekaI. G.

Дейнека Иван Геннадьевич — кандидат технических наук, заведующий лабораторией 

 Санкт-Петербург, 197101 

 sc 6603305268 

Ivan G. Deyneka — PhD, Head of Laboratory 

Saint Petersburg, 197101 

 sc 6603305268 

igdeyneka@itmo.ruУниверситет ИТМОРоссияITMO UniversityRussian Federation202214122024222302307Copyright © Кузнецов В.Н., Литвинов Е.В., Востриков Е.В., Дейнека И.Г., 20242024Кузнецов В.Н., Литвинов Е.В., Востриков Е.В., Дейнека И.Г.Kuznetsov V.N., Litvinov E.V., Vostrikov E.V., Deyneka I.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ntv.elpub.ru/jour/article/view/162

Фазовая модуляция лазерного излучения с использованием вспомогательного генератора позволяет улучшить точностные характеристики волоконно-оптических гироскопов. В работе предложен метод генерации сигнала фазовой модуляции, реализованный на базе параллельной архитектуры с возможностью динамического изменения параметров сигнала. Представлен прототип компактного встраиваемого генератора для формирования сигналов частотой до 2,5 ГГц. Генератор реализован на программируемой логической интегральной схеме, что обеспечило компактность конструкции, и сделало возможным включить его в конструкцию волоконнооптического гироскопа. Динамическое изменение генерируемого сигнала осуществлено с применением персонального компьютера. Разработано специализированное программное обеспечение для генерирования сигналов произвольной формы. Для разработанного генератора приведены спектры синусоидального сигнала и белого шума.

Phase modulation of laser radiation using an auxiliary generator makes it possible to improve the accuracy characteristics of fiber-optic gyroscopes. The authors propose a method for generating a phase modulation signal implemented on the basis of a parallel architecture with the possibility of dynamically changing the signal parameters. A prototype of a compact embedded generator for generating signals with frequencies up to 2.5 GHz is presented. The generator is implemented on a field-programmable gate array, which ensured a compact design and made it possible to include it in the design of a fiber-optic gyroscope. The dynamic change of the generated signal is carried out using a personal computer using the developed specialized software that allows generating arbitrary waveforms. For the developed generator, the spectra of a sinusoidal signal and white noise are presented.

генератор сигналов произвольной формыцифровой генератор прямого синтезаПЛИСволоконно-оптический гироскопarbitrary waveform generator (AWG)Direct Digital Synthesizer (DDS)FPGAfibre-optic gyroscopeРабота выполнена в Университете ИТМО при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, название проекта — «Создание производства волоконно-оптических гироскопов для контрольно-измерительных устройств и наземных транспортных систем», Соглашение № 075-11-2019-026 от 27.11.2019.This work was done at ITMO University and was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation under the Agreement No. 075-11-2019-026 dated November 27, 2019, within the project “The production development of fiber-optic gyroscopes for application in measuring instruments and land vehicle systems”.ReferencesКурбатов А.М., Курбатов Р.А., Горячкин А.М. Повышение точности волоконно-оптического гироскопа за счет подавления паразитных эффектов в интегрально-оптических фазовых модуляторах // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. № 2. С. 52–69. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2019.27.2.052-069Kurbatov A.M., Kurbatov R.A., Goryachkin A.M. Fiber-optic gyroscope accuracy improvement by suppressing the parasitic effects in integrated optic phase modulators. Gyroscopy and Navigation, 2019, vol. 10, no. 4, pp. 256–267. https://doi.org/10.1134/S2075108719040114Chamoun J., Digonnet M.J.F. Pseudo-random-bit-sequence phase modulation for reduced errors in a fiber optic gyroscope // Optics Letters. 2016. V. 41. N 24. P. 5664–5667. https://doi.org/10.1364/ol.41.005664Chamoun J., Digonnet M.J.F. Pseudo-random-bit-sequence phase modulation for reduced errors in a fiber optic gyroscope // Optics Letters. 2016. V. 41. N 24. P. 5664–5667. https://doi.org/10.1364/ol.41.005664Chamoun J., Digonnet M.J.F. Aircraft-navigation-grade laser-driven FOG with Gaussian-noise phase modulation // Optics Letters. 2017. V. 42. N 8. P. 1600–1603. https://doi.org/10.1364/ol.42.001600Chamoun J., Digonnet M.J.F. Aircraft-navigation-grade laser-driven FOG with Gaussian-noise phase modulation // Optics Letters. 2017. V. 42. N 8. P. 1600–1603. https://doi.org/10.1364/ol.42.001600Genovese M., Napoli E. Direct digital frequency synthesizers implemented on high end FPGA devices // Proc. of the 9th Conference on Ph. D. Research in Microelectronics and Electronics (PRIME). 2013. P. 137–140. https://doi.org/10.1109/PRIME.2013.6603105Genovese M., Napoli E. Direct digital frequency synthesizers implemented on high end FPGA devices // Proc. of the 9th Conference on Ph. D. Research in Microelectronics and Electronics (PRIME). 2013. P. 137–140. https://doi.org/10.1109/PRIME.2013.6603105Wang P., Zhang Y., Yang J. Design and implementation of modified DDS based on FPGA // Procedia Computer Science. 2018. V. 131. P. 261–266. https://doi.org/10.1016/j.procs.2018.04.212Wang P., Zhang Y., Yang J. Design and implementation of modified DDS based on FPGA // Procedia Computer Science. 2018. V. 131. P. 261–266. https://doi.org/10.1016/j.procs.2018.04.212Ibrahim S.H., Ali S.H.M., Islam M.S. Hardware implementation of 32-bit high-speed direct digital frequency synthesizer // Scientific World Journal. 2014. V. 2014. P. 131568. https://doi.org/10.1155/2014/131568Ibrahim S.H., Ali S.H.M., Islam M.S. Hardware implementation of 32-bit high-speed direct digital frequency synthesizer // Scientific World Journal. 2014. V. 2014. P. 131568. https://doi.org/10.1155/2014/131568Liu K., Tian S., Guo G., Xiao Y. Precisely synchronous and cascadable multi-channel arbitrary waveform generator // Review of Scientific Instruments. 2017. V. 88. N 3. P. 035110. https://doi.org/10.1063/1.4978067Liu K., Tian S., Guo G., Xiao Y. Precisely synchronous and cascadable multi-channel arbitrary waveform generator // Review of Scientific Instruments. 2017. V. 88. N 3. P. 035110. https://doi.org/10.1063/1.4978067Salerno N., Simone L., Cocchi S., Piloni V., Maffei M., Cocciolillo O. Wideband arbitrary waveform generator for enhanced spaceborne sar // Proc. of the 5th European Radar Conference, EuRAD. 2008. P. 416– 419.Salerno N., Simone L., Cocchi S., Piloni V., Maffei M., Cocciolillo O. Wideband arbitrary waveform generator for enhanced spaceborne sar // Proc. of the 5th European Radar Conference, EuRAD. 2008. P. 416– 419.Zhang J., Mu F., Shi Q., He X. Design and implementation of multichannel wideband and RF signal generator // Proc. of the 17th IEEE International Conference on Computational Science and Engineering, CSE 2014 — Jointly with 13th IEEE International Conference on Ubiquitous Computing and Communications, IUCC 2014, 13th International Symposium on Pervasive Systems, Algorithms, and Networks, I-SPAN 2014 and 8th International Conference on Frontier of Computer Science and Technology, FCST 2014. 2014. P. 1566– 1569. https://doi.org/10.1109/CSE.2014.289Zhang J., Mu F., Shi Q., He X. Design and implementation of multichannel wideband and RF signal generator // Proc. of the 17th IEEE International Conference on Computational Science and Engineering, CSE 2014 — Jointly with 13th IEEE International Conference on Ubiquitous Computing and Communications, IUCC 2014, 13th International Symposium on Pervasive Systems, Algorithms, and Networks, I-SPAN 2014 and 8th International Conference on Frontier of Computer Science and Technology, FCST 2014. 2014. P. 1566– 1569. https://doi.org/10.1109/CSE.2014.289

The authors declare that there are no conflicts of interest present.