×
10.05.2018
218.016.40f1

МНОГОКАНАЛЬНАЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ СИНХРОННОГО ЗАПУСКА РЕГИСТРАТОРОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области регистрации импульсных сигналов и касается многоканальной волоконно-оптической системы для синхронного запуска регистраторов. Система включает в себя передающий блок с одним электрическим пусковым входом и несколькими оптическими выходами, приемные блоки и регистраторы. Выходы передающего блока соединены оптическими волокнами одинаковой длины с каждым приемным блоком, а каждый приемный блок соединен с соответствующим регистратором. Каждый приемный блок включает в себя фотоэлектрический приемник. Передающий блок включает в себя последовательно соединенные формирователь электрических импульсов, оптический передатчик и оптический разветвитель, формирующий выходные оптические сигналы. Оптический передатчик выполнен на основе суперлюминесцентного диода или полупроводникового лазера. Формирователь электрических импульсов выполнен на основе спусковой схемы с субнаносекундным быстродействием, а фотоэлектрические приемники также имеют субнаносекундное быстродействие. Технический результат заключается в обеспечение синхронности запуска регистраторов с субнаносекундной точностью. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области регистрации импульсных сигналов, а именно к многоканальным системам регистрации электрических параметров электрофизических установок, например, ускорителей электронов.

Для контроля работы электрофизической установки требуется синхронизированная регистрация электрических сигналов с пространственно разнесенных датчиков, подверженных воздействию электромагнитных помех. Поэтому необходимо обеспечить помехоустойчивый синхронный запуск регистраторов (осциллографов). Для обеспечения помехоустойчивости применяют волоконно-оптическую связь.

Известно многоканальное волоконно-оптическое устройство для синхронного запуска осциллографов (см. патент CN №102072979 от 26.10.2010, Multi-point synchronous triggering system and method in VFTO (Very Fast Transient Overvoltage) measurement, опубликован 25.05.2011), содержащее передающий блок, включающий в себя один формирователь электрических импульсов на основе транзистора, подключенный к нескольким оптическим передатчикам на основе светодиодов, соединенным параллельно, фотоэлектрические приемники и регистраторы, причем каждый фотоэлектрический приемник соединен с передающим блоком оптическим волокном. Разветвление производится на выходе общего для всех светодиодов формирователя электрических импульсов.

Недостатком данного многоканального волоконно-оптического устройства для синхронного запуска осциллографов является использование в составе оптических передатчиков светодиодов. имеющих ограниченное быстродействие (более 1,5 нс), зависящее от экземпляра светодиода и его температуры.

Известна многоканальная волоконно-оптическая система для синхронного запуска регистраторов (патент на изобретение №2456547 от 18.03.2011. Многоканальная волоконно-оптическая система для синхронного запуска регистраторов, опубликован 20.07.2012). содержащая по крайней мере один канал, включающий передающий блок, приемный блок и регистратор, причем каждый приемный блок соединен с передающим блоком оптическим волокном одинаковой длины. Заявленная система содержит несколько формирователей электрических импульсов и несколько оптических передатчиков (по числу каналов). Каждый передающий блок выполняет функцию преобразования из электрического в оптический сигнал. Функция демультиплексирования происходит на входах передающих блоков. Каждый формирователь электрических импульсов соединен с соответствующим оптическим передатчиком, а каждый приемный блок включает в себя фотоэлектрический приемник. Оптические передатчики выполнены на основе светодиодов.

Недостатками данной многоканальной волоконно-оптической системы для синхронного запуска регистраторов является ограниченное быстродействие оптических передатчиков на основе светодиодов, а также то, что в системе демультиплексированные сигналы проходят в каждом канале дополнительный путь через формирователи передающих блоков, подвергаясь временным искажениям.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является создание помехоустойчивой многоканальной волоконно-оптической системы для синхронного запуска регистраторов с минимальным разбросом момента срабатывания запуска регистраторов.

Достигаемым техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение синхронности запуска регистраторов с субнаносекундной точностью за счет укорочения переднего фронта пускового импульса и высокой стабильности задержки в оптическом волокне. Кроме того, заявляемое изобретение дает возможность экономного использования технических средств в передающем блоке.

Для достижения технического результата в многоканальной волоконно-оптической системе для синхронного запуска регистраторов, содержащей передающий блок с формирователем электрических импульсов и оптическим передатчиком, приемные блоки и регистраторы, где каждый приемный блок соединен с передающим блоком оптическим волокном одинаковой длины, при этом передающий блок выполняет функцию преобразования из электрического в оптический сигнал, а каждый приемный блок, соединенный с соответствующим регистратором, включает в себя фотоэлектрический приемник, новым является то, что передающий блок включает в себя оптический разветвитель для мультиплексирования сигнала, при этом формирователь электрических импульсов, оптический передатчик, оптический разветвитель соединены между собой последовательно, причем оптический передатчик выполнен на основе суперлюминесцентного диода или полупроводникового лазера (устройства с использованием вынужденного излучения), формирователь электрических импульсов выполнен на основе спусковой схемы с субнаносекундным быстродействием, а фотоэлектрический приемник также имеет субнаносекундное быстродействие.

Использование волоконно-оптических линий связи гальванически изолирует регистраторы друг от друга. Использование одного формирователя с оптическим передатчиком на основе субнаносекундных (менее 1 нс) суперлюминесцентного диода или полупроводникового лазера вместо нескольких формирователей со светодиодными излучателями с быстродействием в единицы не позволяет экономить технические средства и уменьшить временной разброс момента срабатывания запуска регистраторов. Применение формирователя электрических импульсов, выполненного на основе спусковой схемы, например, на лавинном транзисторе позволяет сформировать субнаносекундный фронт токового импульса накачки излучателя (суперлюминесцентного диода или полупроводникового лазера). Для обеспечения преобразования оптического сигнала в электрический с субнаносекундным быстродействием в каждом приемном блоке фотоэлектрический приемник выполняется на основе быстродействующих PIN-фотодиодов.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет запускать несколько регистраторов с разбросом менее 1 нс.

На Фиг. 1 приведена структурная схема многоканальной волоконно-оптической системы для синхронного запуска регистраторов, где:

1 - передающий блок;

2 - приемный блок;

3 - регистратор;

4 - оптическое волокно;

5 - спусковая схема;

6 - оптический разветвитель;

7 фотоэлектрический приемник;

8 - PIN-фотодиод.

На Фиг. 2 представлен вариант спусковой схемы передающего блока одного из каналов многоканальной волоконно-оптической системы для синхронного запуска регистраторов, где:

9 - разделительно-дифференцирующий конденсатор;

10 - разрядный резистор;

11 - лавинный транзистор;

12 - накопительный конденсатор;

13 - зарядный резистор;

14 - оптический передатчик на основе суперлюминесцентного диода или полупроводникового лазера;

15 - оптический кабель.

Многоканальная волоконно-оптическая система для синхронного запуска регистраторов содержит передающий блок 1, приемные блоки 2 и регистраторы 3. Каждый приемный блок 1 соединен с передающим блоком 2 оптическим волокном 4 одинаковой длины. Передающий блок 1 выполняет функцию преобразования из электрического в оптический сигнал. Каждый приемный блок 2. соединенный с соответствующим регистратором 3, включает в себя фотоэлектрический приемник 7 на основе PIN-фотодиода 8. Передающий блок включает в себя один формирователь электрических импульсов на основе спусковой схемы 5, оптический передатчик 14 и оптический разветвитель 6, соединенные между собой последовательно при помощи оптического кабеля 15. Оптический передатчик 14 выполнен на основе суперлюминесцентного диода.

Многоканальная волоконно-оптическая система для синхронного запуска регистраторов работает следующим образом (см. фиг. 1). На вход передающего блока 1 (см. фиг. 1) подается пусковой импульс, вызывающий срабатывание спусковой схемы 5. Спусковая схема 5 вырабатывает импульс тока с субнаносекундным фронтом, который идет на оптический передатчик 14. Световой сигнал от оптического передатчика через оптический кабель 15 поступает па вход оптического разветвителя 6, где демультиплексируется. Группа оптических сигналов с выхода разветвителя подается по персонализированным оптическим волокнам 4 на приемные блоки 2, где преобразуется в электрические сигналы, поступающие каждый на свой регистратор 3.

В целях подтверждения осуществимости заявляемого объекта и достижения технического результата был изготовлен и испытан в лабораторных условиях двухканальный макет волоконно-оптической системы для синхронного запуска регистраторов (осциллограф LeCroy WM-8500A с полосой 5 ГГц), выполненный по приведенным на чертежах схемам.

Макет был собран с применением двух фотоэлектрических приемников 7 на основе PIN-фотодиодов 8 типа ФД271-Д с цепью обратного смешения 50 В. Оптический передатчик 14 был выполнен на основе суперлюминесцентного диода типа ИЛПН-301-1. Использовался оптический разветвитель CE-2-1x2-1.31-50/50-SC/SC; SC фирмы ООО «Оптед». Система собиралась с применением патчкордов 62,5 мкм ST/ST и переходов SC/ST. Спусковая схема - формирователь импульсов тока (от 0.7 до 1 А) субнаносекундной длительности была выполнена на лавинных транзисторах 11 типа BSY34 и служила для накачки суперлюминесцентного диода. Пусковой импульс подавался через разделительно-дифференцирующий конденсатор 9 на базу лавинного транзистора 11, вызывая лавинный пробой. Накопленный на конденсаторе 12 заряд коммутировался на суперлюминесцентный диод, генерируя в последнем импульсный ток с субнаносекундным фронтом. После прохождения импульса резисторы 10 и 13 возвращали схему (заряд на конденсаторах) в исходное состояние. Питание каждого приемного блока 2 осуществлялось от порта USB соответствующего регистратора 3.

Проведенные испытания показали осуществимость заявляемого устройства, причем была достигнута синхронность запуска в 0,3 нс.

Многоканальная волоконно-оптическая система для синхронного запуска регистраторов, содержащая передающий блок с одним электрическим пусковым входом и несколькими оптическими выходами, приемные блоки и регистраторы, где выходы передающего блока соединены оптическими волокнами одинаковой длины с каждым приемным блоком, а каждый приемный блок соединен с соответствующим регистратором, при этом каждый приемный блок включает в себя фотоэлектрический приемник, причем в передающем блоке осуществляется как преобразование из электрического в оптический сигнал, так и разветвление сигнала, отличающаяся тем, что передающий блок включает в себя соединенные между собой последовательно один формирователь электрических импульсов, оптический передатчик и оптический разветвитель, формирующий выходные оптические сигналы, причем оптический передатчик выполнен на основе суперлюминесцентного диода или полупроводникового лазера, формирователь электрических импульсов выполнен на основе спусковой схемы с субнаносекундным быстродействием, а фотоэлектрический приемник также имеет субнаносекундное быстродействие.
МНОГОКАНАЛЬНАЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ СИНХРОННОГО ЗАПУСКА РЕГИСТРАТОРОВ
МНОГОКАНАЛЬНАЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ СИНХРОННОГО ЗАПУСКА РЕГИСТРАТОРОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 796.
27.04.2013
№216.012.3b44

Способ определения сплошности покрытия изделия

Изобретение относится к неразрушающим методам контроля, в частности к области газовой дефектоскопии, может применяться при контроле сплошности покрытий с низкой водородопроницаемостью, наносимых на поверхность крупногабаритных металлических изделий сложной конфигурации. Способ определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480733
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.41ed

Интерферометр

Изобретение может быть использовано для контроля качества афокальных систем, в том числе крупногабаритных, а именно: плоских зеркал, светоделителей, плоскопараллельных пластин, клиньев, телескопических систем с увеличением, близким к единичному. Интерферометр содержит формирователь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482447
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.49ed

Переход волоконно-оптический

Изобретение относится к волоконно-оптической технике и может быть использовано для герметичного ввода оптического волокна через перегородку. Устройство содержит герметично установленный в стенке металлический корпус, выполненный составным из двух скрепленных по резьбе частей с проходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484505
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.07.2013
№216.012.5ab8

Система параметрической гидролокации с функцией получения акустического изображения целей

Использование: изобретение относится к области гидролокации и предназначено для обнаружения подводных целей и получения их акустического изображения. Сущность: в предложенной системе параметрической гидролокации излучение низкочастотных зондирующих сигналов формируют путем нелинейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488845
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.09.2013
№216.012.686e

Затвор люка камеры

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при проектировании крупногабаритных камер высокого давления для испытания в них изделий. Затвор люка камеры содержит герметично установленную на люке камеры крышку, имеющую глубокую заходную часть и связанную с размещенным извне...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492381
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.688d

Складываемая аэродинамическая поверхность

Изобретение относится к области ракетной техники и, в частности к конструкциям складываемых аэродинамических поверхностей, находящихся под воздействием сильных аэродинамических возмущений. Складываемая аэродинамическая поверхность содержит основание и шарнирно соединенную с ним поворотную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492412
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.10.2013
№216.012.740f

Контактный датчик

Изобретение относится к военной технике, в частности к средствам инициирования. Контактный датчик содержит два кольца, опорное и рабочее, установленных соосно и скрепленных между собой. На основании опорного кольца размещен кольцевой чувствительный элемент, а рабочее кольцо оснащено...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495368
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.74a5

Двухдиапазонная микрополосковая антенна круговой поляризации

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, а именно к бортовым антеннам спутниковой навигации. Техническим результатом является создание малогабаритной микрополосковой двухдиапазонной антенны с круговой поляризацией, пригодной для работы с одиовходовым приемником. Двухдиапазонная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495518
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.8345

Сцинтилляционный материал на основе zno-керамики, способ его получения и сцинтиллятор

Использование: для регистрации различных видов ионизирующих излучений, в том числе альфа-частиц, в ядерной физике для контроля доз и спектрометрии указанных излучений, в космической технике, медицине, в устройствах, обеспечивающих контроль, в промышленности. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499281
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.12.2013
№216.012.884d

Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата

Изобретение относится к средствам фиксации складывающихся аэродинамических поверхностей летательного аппарата. Устройство фиксации сложенных аэродинамических поверхностей летательного аппарата содержит узел, обеспечивающий прилегание аэродинамических поверхностей к корпусу летательному...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500575
Дата охранного документа: 10.12.2013
Показаны записи 1-4 из 4.
27.09.2014
№216.012.f87a

Способ регистрации характеристик ионизирующего излучения и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области регистрации ионизирующих излучений с помощью сцинтилляционных детекторов, а именно к регистрации формы импульсов рентгеновского и электронного излучений, в частности к области волоконно-оптической дозиметрии. Сущность изобретения заключается в том, что...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529447
Дата охранного документа: 27.09.2014
20.06.2015
№216.013.571d

Автоматизированный комплекс для испытаний элементов электронно-компонентной базы на радиационную стойкость

Изобретение относится к радиационной технике и может быть использовано при проведении испытаний различных типов элементов электронно-компонентной базы (ЭКБ) на стойкость к воздействию импульсного ионизирующего излучения (ИИ). Сущность изобретения заключается в том, что автоматизированный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553831
Дата охранного документа: 20.06.2015
13.01.2017
№217.015.8237

Способ диагностики импульсного сильноточного релятивистского пучка электронов в тракте линейного индукционного ускорителя

Изобретение относится к области ускорительной техники, а именно к способам диагностики проводки импульсных сильноточных релятивистских пучков электронов (ИСРПЭ) в мощных линейных ускорителях. Способ диагностики импульсного сильноточного релятивистского пучка электронов в тракте линейного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601772
Дата охранного документа: 10.11.2016
16.01.2019
№219.016.b03f

Оптический передатчик

Изобретение относится к аналоговой оптической связи и может быть использовано для передачи аналоговых сигналов в условиях помех от работы мощных импульсных электрофизических установок, а также для передачи аналоговых сигналов на дальние расстояния (несколько километров). Сущность изобретения: в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677112
Дата охранного документа: 15.01.2019
+ добавить свой РИД