中国自主研发新一代激光陀螺仪专用芯片问世

2024-02-23
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摘要 近日,国内新一代激光陀螺驱动系列功能芯片问世,由湖南二零八先进科技有限公司(下简称“二零八公司”)技术团队研发。相比行业内普遍应用的上一代激光陀螺驱动控制电路,激光陀螺驱动专用芯片降低了电路设计难度,大幅减小体积重量,实现了我国激光陀螺仪电路的低成本国产化,迈出了激光陀螺仪产品高集成化、国产化的关键一步。

  以激光陀螺仪为核心部件的导航系统是一种惯性导航系统。与熟悉的GPS、北斗等卫星导航系统相比,熟悉惯性导航系统的人很少。事实上,惯性导航系统的出现比卫星导航系统早半个多世纪。卫星导航系统可以实现与惯性系统的结合导航,进一步提高导航系统的精度,但不能完全取代惯性导航系统。惯性导航系统不仅可以提供位置信息,还可以分析载体姿态信息,实现卫星导航系统无法实现的功能。此外,惯性系统不需要任何外部信息源,可以在深海、深空等场景中随时工作,并能抵抗电子干扰。当GPS和其他卫星导航系统失败时,它仍然可以工作。因此,惯性导航系统是现代航空、航海、航天等领域的保证设备,激光陀螺仪等惯性设备是不可替代的重要传感器,其技术水平也是衡量国家工业技术发展水平的重要标志之一。

  20世纪60年代,美国率先成功开发激光陀螺仪,进而在世界范围内引发了导航领域的革命。由于其重要的战略意义,长期以来,激光陀螺仪相关产品和技术一直被欧美国家封锁。直到1994年,在国防科技大学原光电科学与工程学院教授、中国工程院院士、“激光陀螺仪之父”高伯龙的领导下,中国才开发出第一台激光陀螺仪,成为世界上第四个可以独立开发激光陀螺仪的国家。

  “激光陀螺仪主要由控制电路和传感器本体组成。其中,控制电路是激光陀螺仪的‘大脑’,是激光陀螺仪性能和可靠性最复杂的部分,也是降低成本、提高易用性的主要突破点之一。208年公司创始人兼首席专家陆广峰表示:“上一代激光陀螺驱动控制电路采用分离器件的形式,不仅体积大,而且需要厂家购买数百个部件进行组装,导致缺乏统一标准、集成度低、成本高。”

  为了弥补激光陀螺仪成本高的“致命”缺陷,促进国产设备的普及,208公司研究多年,成功开发了新一代激光陀螺仪驱动系列功能芯片。该系列芯片由激光陀螺的高压启辉、高压维护、精密稳流、抖动驱动、频率稳定和锁区优化功能五个独立功能芯片组成。与上一代激光陀螺驱动控制电路相比,专用系列芯片大大降低了电路设计的难度,减少了三分之一的体积和一半的成本,进一步促进了激光陀螺仪的低成本定位,为进一步扩大应用开辟了空间。专用芯片的成功开发反映了208公司在这一领域的领先研发能力。

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