Устройство для измерения передаточной характеристики волоконного световода Советский патент 1987 года по МПК G01M11/02 

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дця определения передаточных характеристик волоконных световодов.

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет увеличения отношения сигнал/шум.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 оптических импульсов, оптический выход которого расположен напротив вхвдного торца исследуемого волоконного световода 2, лавинный фотодиод 3, оптичес ий вход которого располо- rieH напротив выходного торца световода 2, высокоомный элемент 14 , один вывод которого соединен с электрическим входом питания фотодиода 3 через интегрирующее звено 5, источник 6 постоянного напряжения, выход . которого подключен к второму выходу элемента 4, управляемый аттенюатор 7, вход которого соединен с выходом фотодиода 3, стробоскопический преобразователь 8, вход которого подключен к выводу управляемого атте- 7, пиковый детектор 9, выход которого соединен с управляющим входом аттенюатора 7, фильтр 10 нижних частот, вход которого подключен к выходу преобразователя 8, а выход- к входу детектора 9, анализатор 11 . спектра, вход которого соединен с выходом фильтра 10, и генератор 12 задержанных импульсов, один выход которого подключен к входу источника 1, а другой - к входу синхронизации преобразователя 8.

Ю

15

2835782

хождении м световода; Е - максимальная длина исспедуемого световода. Преобразователь 8, работающий в ждущем режиме, обеспечивает выделение на его выходе в трансформированном масштабе времени зондирующего импульса. Сдвиг по фазе в генераторе 12 (регулируемьш в пределах от 2 до tt) обеспечивает возможность исследования световодов различной длины. Анализатор 1 1 спектра позволяет ана-: лизировать спектральный состав огибающей сигнала на выходе фильтра 10 нижних частот, с учетом которого легко определить передаточную ха: рак т ери с тику световода. Напряжение с выхода пикового детектора 9 поступает на вход управления блока 7 и обеспечивает изменение вносимого им затухания так, что амплитуда огибающей на выходе фильтра Ш поддерживается постоянной независимо от изменения затухания исследуемых образцов световодов.

При поступлении оптического сигнала на вход фотодиода 3 интегрирующее звено 5 разряжается до определенного напряжения, что приводит к уменьшению коэффициента умножения фотодиода 3. При этом при уменьшении тока сигнала обеспечивается максимальное отношение сигнал/шум на выходе преобразователя 8, а при уве- . личении тока сигнала величина коэф- 35 фициента умножения убывает, оставаясь близкой к оптимальной величине при любом уровне оптического сигнала. Таким образом, падение напряжения на высокоомном элементе 4 позволяет автоматически изменять коэффициент умножения фотодиода 3 так, что его значение близко к оптимальному при любом затухании, что обеспевиает

20

25

30

40

Устройство работает следующим об- р аз ом.

Генератор 12 формирует две импульсные последовательности, часто„ or. т г / минимальную погрешность регистрации той 20 кГц каждая. Одна из них (опор-.щ -

.1 / - сигнала. Дополнительная регулировка

ная) поступает на источник 1 (напри-

мер, в виде лазера). На входы преобразователя 8 поступает сигнал с фотодиода 3 и последовательность синхроимпульсов с блока 12, сдвинутая по фазе относительно опорной на время, определяемое задержкой распространения оптического зондирующе50

усиления при помощи аттенюатора 7 и детектора 9 обеспечивает постоянный уровень сигнала на выходе преобразователя 8 и постоянный размер изображения спектра нг:. экране анализатора 11.

Формула изобретения

го импульса по световоду 2, задержкой срабатывания фотодиода 3, задержкой в блоке 7 и задержкой запуска преобразователя 8 (регулируемой в пределах от Т до t-t, - задержка оптического сигнала при про

50

усиления при помощи аттенюатора 7 и детектора 9 обеспечивает постоянный уровень сигнала на выходе преобразователя 8 и постоянный размер изображения спектра нг:. экране анализатора 11.

Формула изобретения

Устройство для измерения передаточной xapaKfеристики волоконного световода, содержащее источник оптических импульсов, оптический выход которого размещен напротив торца

волоконного световода, лавинный фотодиод, оптический вход которого расположен напротив другого торца волоконного световода, подключенный электрическим входом питания к выходу истчоника напряжения и выходом через последовательно соединенные стробоскопический преобразователь, и фкльтр нижних частот - к. входу анализатора спектра, а также генератор задержанных импульсов, подключенный одним выходом к входу источника оптических импульсов, а другим входом - к управляющему входу стробоскопического преобразователя.

отлича ющееся

835784

л ем, что, с целью повьшения точности измерения за счет увеличения отношения сигнал /шум, в него введены пиковый детектор, управляемьш атте5 нюатор, включенный между выходом лавинного фотодиода и входом стробоскопического преобразователя и подключенный управляющим входом к выходу фильтра нижних частот через ковьй детектор, и последовательно соединенные высокоомный элемент и интегрирующее звено , включен. - ные между выходом источни - ка напряжения и электрическим

5 входам питания лавинного фо - тодиода.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерения за счет увеличения отношения сигнал/шум. Падение напряжения сигнала на высокоомном элементе 4 позволяет автоматически изменять коэффициент умножения лавинного фотодиода 3 так, чтобы его значение было близко к оптимальной величине при любом затухании исследуемого световода 2, что обеспечивает минимальную погрешность регистрации сигнала. Дополнительная регулировка усиления при помощи управляемого аттенюатора 7 и пикового детектора 9 обеспечивает постоянный уровень сигнала на выходе стробпреобразо вателя 8 и постоянный размер изображения спектра исследуемого сигнала на зк- ране анализатора 11 спектра. 1 ил. 1 О) // to 00 00 сд 00