×
20.07.2014
216.012.df10

Результат интеллектуальной деятельности: ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике для передачи аналоговых электрических сигналов с использованием светового канала. Технический результат состоит в расширении динамического диапазона, отношения сигнал/шум волоконно-оптического канала в условиях сильных электромагнитных помех. Для этого оптоэлектронное устройство для передачи аналоговых сигналов содержит лазерный передатчик, оптически связанный с оптическим приемником, выход которого соединен со входом цифрового регистратора; введены блок стабилизации лазера и блок логарифмирования входного сигнала, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом лазерного передатчика, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом блока стабилизации лазера. 2 ил.
Основные результаты: Оптоэлектронное устройство для передачи аналоговых сигналов, содержащее лазерный передатчик, оптически связанный с оптическим приемником, выход которого соединен со входом цифрового регистратора, отличающееся тем, что дополнительно введены блок стабилизации лазера и блок логарифмирования входного сигнала, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом лазерного передатчика, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом блока стабилизации лазера.

Изобретение относится к измерительной технике для передачи аналоговых электрических сигналов с использованием светового канала в условиях сильных электромагнитных помех.

Известно оптоэлектронное устройство для передачи аналоговых сигналов (см. а.с. №543167 от 26.09.73 г., опуб. в БИ №2 от 15.01.77 г.). Вышеуказанное устройство содержит последовательно соединенные датчик, первый согласующий блок, первый излучатель, например светодиод, связанный через оптический канал с фотоприемником, и последовательно соединенные пороговый блок, второй согласующий блок и второй излучатель, связанный через оптический канал с фотоприемником, причем выход датчика подключен к входам порогового блока и второго согласующего блока.

Недостатком устройства является низкий динамический диапазон по амплитуде входного сигнала.

Вышеуказанное устройство является наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и поэтому выбрано в качестве прототипа.

Решаемой технической задачей является создание оптоэлектронного устройства для передачи аналоговых сигналов с расширенными функциональными возможностями.

Достигаемым техническим результатом является расширение динамического диапазона (отношения сигнал/шум) волоконно-оптического канала.

Для достижения технического результата в оптоэлектронном устройстве для передачи аналоговых сигналов, содержащем лазерный передатчик, оптически связанный с оптическим приемником, выход которого соединен с входом цифрового регистратора, дополнительно введены блок стабилизации лазера и блок логарифмирования входного сигнала, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом лазерного передатчика, второй вход и выход которого соединены соответственно с входом и выходом блока стабилизации лазера.

Введение блока логарифмирования входного сигнала позволяет сжать измерительный сигнал по амплитуде перед подачей его на лазерный передатчик, а введение блока стабилизации лазера обеспечивает стабилизацию рабочей точки лазера и уменьшает погрешность передачи мощности оптического сигнала в оптический приемник.

Схема заявляемого устройства приведена на фигуре 1. Оптоэлектронное устройство для передачи аналоговых сигналов содержит лазерный передатчик 1, оптический выход которого через оптический кабель 2 связан с оптическим приемником 3, выход которого соединен со входом цифрового регистратора 4, блок стабилизации лазера 5 и блок логарифмирования входного сигнала 6, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом лазерного передатчика 1, второй вход и выход которого соединены соответственно со входом и выходом блока стабилизации лазера 5.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии входного сигнала с помощью цепи обратной связи по мощности излучения блок стабилизации 5 обеспечивает неизменной начальную мощность излучения лазерного передатчика 1, удерживая его выходную мощность в начале линейного участка ватт-амперной характеристики. Входной аналоговый электрический сигнал подается на вход блока логарифмирования 6, сжимается в нем по логарифмическому закону и подается на вход модуляции мощности излучения лазерного передатчика 1. С оптического выхода лазерного передатчика 1 оптическое излучение через оптический кабель 2 поступает на вход линейного оптического приемника 3, преобразуется в нем в электрический сигнал напряжения и поступает на вход цифрового регистратора 4. Переданный, сжатый по логарифмическому закону сигнал записывается в память цифрового регистратора 4. Восстановление исходной формы входного сигнала производится программным способом с помощью ЭВМ, подключаемой к регистратору 4, путем антилогарифмирования записанного в регистратор сигнала.

Проведенные испытания макетного образца оптоэлектронного устройства для передачи аналоговых сигналов, изготовленного по схеме, приведенной на фигуре 1, подтвердили его работоспособность.

На фигуре 2 приведены осциллограммы работы макетного образца устройства при передаче сигнала степенной функции от внешнего генератора. Генератор с помощью 12-разрядного цифроаналогового преобразователя формирует на своем выходе ступенчато нарастающий по экспоненциальному закону сигнал напряжения таким образом, что размах каждой последующей ступеньки увеличивается в 2 раза по отношению к предыдущей, то есть с шагом 6 дБ по амплитуде. Сигнал с генератора подается на вход устройства. Блок логарифмирования усиливает сигнал с малой амплитудой и ослабляет сигнал с большой амплитудой. По напряжению 6 дБ=20 Log10 1, 995, поэтому на выходе блока логарифмирования из экспоненциально нарастающего сигнала генератора формируется линейно ступенчато нарастающий сигнал, каждая ступенька которого соответствует изменению входного сигнала по амплитуде на 6 дБ. Сжатый по логарифмическому закону сигнал модулирует мощность излучения лазера и передается через оптический кабель в оптический приемник, который преобразует оптический сигнал в электрический сигнал напряжения, который записывается в память цифрового регистратора TDS3052B (верхняя кривая на фигуре 2).

Из приведенных осциллограмм сигнала генератора и сигнала генератора, прошедшего через заявляемое устройство, видно, что при развертывании сигналов по Y на полную шкалу регистратора в сигнале генератора (нижняя кривая) различимы только 9 ступенек, что соответствует динамическому диапазону регистратора 29=512 уровней, в то время как верхний луч - линейно ступенчато нарастающий сигнал через волоконно-оптический канал - четко прописывает 12 ступенек, что соответствует 212=4096 уровней.

Следует отметить, что у типовых лазеров линейный динамический диапазон по выходной мощности излучения (отношение максимальной выходной мощности в линейном режиме к мощности шумов) в полосе частот 100 МГц не превышает 500.

Таким образом, при введении заявляемого устройства в измерительный волоконно-оптический канал его динамический диапазон увеличивается не менее чем в 8 раз.

Оптоэлектронное устройство для передачи аналоговых сигналов, содержащее лазерный передатчик, оптически связанный с оптическим приемником, выход которого соединен со входом цифрового регистратора, отличающееся тем, что дополнительно введены блок стабилизации лазера и блок логарифмирования входного сигнала, вход которого является входом устройства, а выход соединен с первым входом лазерного передатчика, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом и входом блока стабилизации лазера.
ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ
ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 161-170 из 772.
27.08.2016
№216.015.5129

Датчик углового положения

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах контроля и управления подвижными объектами, а также в приборах охранной сигнализации. Датчик углового положения содержит полый сферический корпус, частично заполненный жидкостью, внутри которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596034
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.512d

Устройство охлаждения активного элемента твердотельного лазера

Устройство охлаждения активного элемента твердотельного лазера содержит активный элемент, расположенный в оболочке из оптически прозрачного теплопроводного материала, и металлические ламели, контактирующие с внешней стороной оболочки. Между активным элементом и оболочкой размещена оптически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596030
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.513c

Лазерный детонатор

Изобретение относится к средствам взрывания, а именно к лазерным детонаторам. Содержит установленные в корпусе соосно источник излучения, оптический подпор и заряд ВВ. Последний выполнен в виде инициирующей и выходной навесок и снабжен градиентной оптической линзой, расположенной между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596171
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.517d

Устройство для определения аэродинамических нагрузок, действующих на оперение модели

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике. Устройство содержит модель объекта, установленную на хвостовой державке, закрепленной в стойке аэродинамической трубы, и измерительное весовое устройство, соединяющее державку с испытываемой моделью. Измерительное весовое устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596038
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.51ad

Несущая рама излучателя твердотельного лазера с диодной накачкой

Изобретение относится к механическим приспособлениям, используемым в квантовой электронике, а именно к несущим элементам конструкции твердотельных лазеров с диодной накачкой, и может быть использовано при создании лазерных и прочих оптических приборов и систем с большим числом оптических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596037
Дата охранного документа: 27.08.2016
10.08.2016
№216.015.537d

Способ лазерной сварки соединения труба - трубная доска

Изобретение относится к способу лазерной сварки соединений труба - трубная доска. Предварительно перед сваркой осуществляют сборку соединений труба - трубная доска с зазором меньше 0,2 мм. Предварительно устанавливают фокальную плоскость лазерного луча относительно свариваемой поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593883
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.5485

Кольцевая щелевая антенна

Изобретение относится к антенной технике. Кольцевая щелевая антенна содержит коаксиально расположенные полые металлические внешний и внутренний цилиндры, проводящее кольцо, первый и второй коаксиальные соединители, первую и вторую точки питания, первый и второй проводящие штыри. Проводящее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593422
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.54c4

Способ получения информации о входном оптическом сигнале, основанный на преобразовании моделированных оптических сигналов с помощью гетеродинного фотоприемного устройства, и устройство для его реализации

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа и устройства для получения информации о входном оптическом сигнале. Способ основан на преобразовании модулированных оптических сигналов с помощью гетеродинного фотоприемного устройства и заключается в том, что модулируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593429
Дата охранного документа: 10.08.2016
12.01.2017
№217.015.5c94

Способ определения динамического коэффициента внешнего трения

Использование: механические испытания материалов, в частности определение динамического коэффициента внешнего трения. Для определения динамического коэффициента внешнего трения используются два образца, нижний из которых закрепляют на платформе, способной поворачиваться относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589955
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.5d04

Способ контроля хода выполнения программы пользователя, исполняющейся на вычислительных узлах вычислительной системы

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к организации контроля хода выполнения программы, выполняющейся на вычислительной системе, вычислительном кластере. Технический результат - эффективное использование программы пользователя, что обеспечивает своевременное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591020
Дата охранного документа: 10.07.2016
Показаны записи 161-170 из 340.
27.08.2016
№216.015.5129

Датчик углового положения

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в системах контроля и управления подвижными объектами, а также в приборах охранной сигнализации. Датчик углового положения содержит полый сферический корпус, частично заполненный жидкостью, внутри которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596034
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.512d

Устройство охлаждения активного элемента твердотельного лазера

Устройство охлаждения активного элемента твердотельного лазера содержит активный элемент, расположенный в оболочке из оптически прозрачного теплопроводного материала, и металлические ламели, контактирующие с внешней стороной оболочки. Между активным элементом и оболочкой размещена оптически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596030
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.513c

Лазерный детонатор

Изобретение относится к средствам взрывания, а именно к лазерным детонаторам. Содержит установленные в корпусе соосно источник излучения, оптический подпор и заряд ВВ. Последний выполнен в виде инициирующей и выходной навесок и снабжен градиентной оптической линзой, расположенной между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596171
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.517d

Устройство для определения аэродинамических нагрузок, действующих на оперение модели

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике. Устройство содержит модель объекта, установленную на хвостовой державке, закрепленной в стойке аэродинамической трубы, и измерительное весовое устройство, соединяющее державку с испытываемой моделью. Измерительное весовое устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596038
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.51ad

Несущая рама излучателя твердотельного лазера с диодной накачкой

Изобретение относится к механическим приспособлениям, используемым в квантовой электронике, а именно к несущим элементам конструкции твердотельных лазеров с диодной накачкой, и может быть использовано при создании лазерных и прочих оптических приборов и систем с большим числом оптических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596037
Дата охранного документа: 27.08.2016
10.08.2016
№216.015.537d

Способ лазерной сварки соединения труба - трубная доска

Изобретение относится к способу лазерной сварки соединений труба - трубная доска. Предварительно перед сваркой осуществляют сборку соединений труба - трубная доска с зазором меньше 0,2 мм. Предварительно устанавливают фокальную плоскость лазерного луча относительно свариваемой поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593883
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.5485

Кольцевая щелевая антенна

Изобретение относится к антенной технике. Кольцевая щелевая антенна содержит коаксиально расположенные полые металлические внешний и внутренний цилиндры, проводящее кольцо, первый и второй коаксиальные соединители, первую и вторую точки питания, первый и второй проводящие штыри. Проводящее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593422
Дата охранного документа: 10.08.2016
10.08.2016
№216.015.54c4

Способ получения информации о входном оптическом сигнале, основанный на преобразовании моделированных оптических сигналов с помощью гетеродинного фотоприемного устройства, и устройство для его реализации

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа и устройства для получения информации о входном оптическом сигнале. Способ основан на преобразовании модулированных оптических сигналов с помощью гетеродинного фотоприемного устройства и заключается в том, что модулируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593429
Дата охранного документа: 10.08.2016
12.01.2017
№217.015.5c94

Способ определения динамического коэффициента внешнего трения

Использование: механические испытания материалов, в частности определение динамического коэффициента внешнего трения. Для определения динамического коэффициента внешнего трения используются два образца, нижний из которых закрепляют на платформе, способной поворачиваться относительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589955
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.5d04

Способ контроля хода выполнения программы пользователя, исполняющейся на вычислительных узлах вычислительной системы

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к организации контроля хода выполнения программы, выполняющейся на вычислительной системе, вычислительном кластере. Технический результат - эффективное использование программы пользователя, что обеспечивает своевременное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002591020
Дата охранного документа: 10.07.2016
+ добавить свой РИД