Устройство для измерения затухания оптического кабеля Советский патент 1988 года по МПК H04B3/48 

(21)А169960/2А-09

(22)30.12.86

(46) 23.04.88. Бюл. 15

(71)Ленинградский электротехнический институт связи им, проф. М.А.Бонч- Бруевича

(72)В.Б.Архангельский, С.М.Верник, Т.К.Гахраманов, С.Ф.Глаголев, Д.Б.Прохоренко, В.Б.Рудницкий, В.Р.Сумкин и М.Н.Червинский

(53) 621.391.83 (088.8) (56) Conduit A.I., Hullet I.L., Hartog А.Н., Payne D.N. An optimized techique for baksatter attenuation measureraents in optical fibers - Optical and Quantem Electronics, 1980, № 12, p. 169-178.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАТУХАНИЯ ОПТШЕСКОГО КАБЕЛЯ

(57) Изобретение относится к технике оптоэлектронных измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устр-во содержит генератор 1 оп- тич. зондирующих импульсов, направ- -леиньш ответвитель 2 с исследуемым оптич. кабелем 3, фотоприемники 4 и 5, аналоговый ключ 6, блок 7 Обработки данных, блоки 14 и 17 задержки (БЗ). Введены селективные усилители 8 и 11, фазовращателрг 9 и 12, синхронные детекторы 10 и 13, БЗ 15, мультиплексор (М) 16, формирователь 18 импульсов, генератор 19 коммутис S

(Л

со. о 00 о

М

рующих импульсов, триггер 20. Генератор 1 вырабатывает импульсы с периодом Та следования (где 1ц- длина кабеля 3 км; „ - групповая скорость распространения оптич. импульсов в кабеле, км/с). Оптич.импульсы через ответвитель 2 поступают в кабель 3 и одновременно в фотоприемник 5 с усилителем фототока, на выходе к-рого повторяется последовательность зондирующих импульсов. Обратно рассеянный поток излучения из

Изобретение относится к технике оптоэлектронных измерений, в частности к измерению затухания стекловоло- конных световодов, основанному на регистрации сигналов обратного рассеяния, и может быть использовано для измерения затухания волоконных све-. товодов и оптических кабелей при их изготовлении, прокладке и эксплуатации.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема, устройства; на фиг о 2 и 3 - диаграммы его работы.

Устройство содержит генератор 1 оптических зондирующих импульсов, направленный ответвитель 2 с исследуемым оптиче.ским кабелем 3, первый 4 и второй 5 фотоприемники, аналоговьш ключ 6, блок 7 обработки данных, первый селективный усилитель

первый

фазовращатель 9, первый синхронный детектор 10, второй селективный усилитель 11, второй фазовращатель 12, второй синхронный детектор 13, первый 14 и третий 15 блоки задержки, мультиплексор 16, второй блок 17 задержки, формирователь 18 импульсов, генератор 19 коммутирующих импульсов и триггер 20.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает импульсы (фиг.2а) с периодом следования

кабеля 3 через ответвитель 2 :посту- пает на фотоприемник 4. Выходной сигнал фoтoпp eмникa 5 проходит через БЗ 15 и 17, напряжение с к-рых поступают на три входа М 16, Управление работор М 16 осуществляет генератор 19, имеющий частоту меньшую, чем частота зондирования fp 1/Tg, и форму меандра. Напряжение от 1 енератора 19 поступает на второй вход М 16 и на вход триггера 20. 3 ил.

5

т 21к

V v-.

где 1 --длина оптического кабеля; V - г рупповая скорость распространения оптических импульсов в оптическом кабеле, км/с.

Оптические импульсы через направленный ответвитель 2, в качестве которого можно использовать полупрозрачное зеркало или волоконный Т-образный ответвитель, поступают в оптический кабель 3 и одновременно в фотоприемник 5 с усилителем фототока, на выходе которого повторяется последовательность зондирующих импульсов (фиг,2а). Обратно рассеянный поток излучения из оптического кабеля 3 через направленный ответвитель 2 поступает на фотоприемник 4 с усилителем фототока (фиг,2б). Выходной сигнал фотоприемника 5 (фиг.2а) проходит через блоки 14, 15 и 17. Первый

- блок 14 задержки (фиг.2в) обеспечивает регулируемую задержку на время

ft -Ve и определяет расстояние 1 --- , с

которого берется первая выборка , 0 сигнала обратного рассеяния. Второй блок 7 задержки (фиг.21) обеспечивает дополнительную постоянную задержку импульса на время и , благ одаря чему импульс на выходе блока 17 сдвинут на время А С ; Д С определяет ин0

5

тервал времени между первой и.„ и

о

второй игв выборками обратного рассеяния, что соответствует измеряемому-, участку оптического кабеля

д.Уь

il -U- . Третий блок 15 задержки

(фиг ,2д) обеспечивает задержку на время

21 з Va

Если первая и вторая выборки содержат информацию о сигнале в смеси с О шумом, то третья выборка Ujg определяется только напряжением помех аналогового ключа 6. Напряжение с выходов блоков 14, 15 и 17 задержки поступают на три входа мультиплексора 16.5 Управление работой мультиплексора 16 осуществляет г енератор 19 коммутирующих импульсов, имеющие частоту

. 1

IK --, меньшую, чем частота зонди- OQ

1

и форму меандра Ц

ки

рования fg (фиг.За), Напряжение от генератора 19 поступает на второй управляющий вход мультиплексора 16 и на вход триггера 20. Напряжение V с выхода

тригг ера 20, имеющее частоту -- и

форму меандра (рис. Зб), поступает на первый управляющий вход мультиплексора 16. При наличии на управляющих входах мультиплексора 16 двух лог ических 1 Р 1 (фиг.Зв) на ет выход проходят импульсы, задержанные на У (фиг.2в), при наличии логического О на втором управляняцем входе мультиплексора 16 (фиг.За) при g 1 (фиг.Зд) на его выход проходят импульсы, задержанные на t, (фиг.2д), при

наличии на втором управляющем входе мультиплексора 16 (фиг-.За) логической 1, а на первом управляющем входе (фиг.ЗЬ) при g. 1 (фиг.Зг) О

на ег о выход прохо

2

логического

дят импульсы, задержанные на (фиг.2). Импульсы с выхода мультиплексора 16 (фиг.Зе) поступают на формирователь 18, который по переднему фронту любого входного импульса формирует заданный временной интервал Тср, в течение которого открывается аналог овый ключ 6. На вход аналогового ключа 6 с фотоприемника 4 поступает.сигнал обратного рассеяния (фиг-.2б). На выход аналогового ключа 6 приходят выборки сигнала обратного рассеяния (фиг.Зж) фиксированной длительности Т. Спектральны анализ выходно о напряжения аналогового ключа 6 показьгеает, что в ег О спектре имеются составляющие с частои,, и

(фиг.Зи)

тами (фиг.За)

U2AПоскольку коэффициент затухания

оптического кабеля равен

- 121а1 V. AtrfT

и.

t 2 дм

ТО для определения коэффициента затухания Л в блок 7 необходимо предварительно ввести информацию о групповой скорости распространения импульсов в оптическом кабеле 3 и величине задержки it в блоке 17 задержки.

OQ

и

ь25

30

35

40

45

50

55

Для вьщеления сигналов U. частоf К

ты -„- и частоты f из шумов и

определения их амплитуд , и ТГгдм напряжение с выхода аналогового ключа 6 подается на селективные усилители 8 и 11, выходное напряжение которых имеет синусоидальную форму (фиг.Зз, и). Для подстройки эти напряжения пропускаются через фазовращатели 9 и 12 и затем поступают на синхронные детекторы 10 и 13 с большой постоянной времени для эффективного подавления щумов и наводок. В синхронных детекторах 10 и 13 амплитуды синусоидальных напряжений 11 д

и и

2Ам

преобразуются в постоянные

напряжения, которые поступают на входы блока 7, где они преобразуются в выходную величину.

Формула изобретен;ия

Устройство для измерения затухания оптического кабеля, содержащее Г енератор оптических зондирующих импульсов, выход которого подключен к направленному ответвителю, первый выход которого связан с исследуемым оптическим кабелем, а второй и третий выходы подключены соответственно к входам первого и второго фотоприемников, выход первого фотоприемника подключен к первому входу аналогового ключа, выход второго фотоприемника подключен к входу первого блока задержки, выход которог о подключен к входу второго блока задержки, блок обработки данных, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерений, введен третий блок задержки, вход которого соединен с выходом BTopoi O Лотоприемни- ка, последовательно соединенные нуль- типлексор и формирователь импульсов, выход которого подключен к второму входу аналогового ключа, последовательно соединенные генератор коммутирующих импульсов и триггер, выход которого подключен к первому управляющему входу мультиплексора, второй управляющий вход которог о соединен с выходом генератора коммутирующих импульсов, последовательно соединен- ный первьш селективный усилитель, вход KOTopoi O соединен с выходом аналогового ключа, первьш фазовра зи

Го

якЬ

Г- Т 1

а

К1

Л2

КЬ

tpue.2

щатель и первый синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом тригт ера, а выход подключен к первому входу блока обработки данных:, последовательно соединенные второй селективньш усилитель, вход которого соединен с выходом аналогового ключа, второй фазовращатель и второй синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом генератора коммутирующих и1-1пульсов, а выход подключен к второму входу блока обработки данных, выходы первого, второго и третьег о блоков задержки подключены соответственно к первому, второму и третьему информационным входам мультиплексора. t

-Ь

i:

Vus.S