1, ВС 2, волоконно-оптичний датчик 3, фотоприймач 4 та електронну схему виділення корисного сигналу та контрольний сигнал, в якому існує доповнюючий відрізок ВС 13, фотоприймач 11 та електронна схема управ-ління генератором струму 10 джерела випромінення 1 (Рис.4.4). При стабілізації допускається:
Для розподілу імпульсів та визначення вимірених за допомогою кожного датчику зовнішніх дій використовується електронний демультиплексор, який має синхронізацію від імпульсного джерела випромінення. Бажано, щоб пристрій стабілізації знешкоджував фонову засвітку фотоприймачів та стабі-лізував коефіцієнт передачі оптичного тракту, а також, щоб в ньому була пе-редбачена компенсація дрейфа нуля підсилювачів.
Для ефективної роботи такої ВОС з волоконно-оптичними датчиками, здійсню-ючи модуляцію потужності опромінення та фотоприймача, які мають сильну тимчасову і температурну нестабільність (до 10% на 10°С). Стабілізацію даних параметрів виконує спеціальний пристрій. Як правило, він має два оптичних ка-нали: канал, який включає в себе джерело випромінення 1, ВС 2, волоконно-оптичний датчик 3, фотоприймач 4 та електронну схему виділення корисного сигналу та контрольний сигнал, в якому існує доповнюючий відрізок ВС 13, фо-топриймач 11 та електронна схема управління генератором струму 10 джерела випромінення 1 (Рис.4.4). При стабілізації допускається:
У волоконно-оптичному датчику відбувається модуляція (наприклад, ам-плітудна), пропускаючи через нього частини оптичного імпульсу, який потому прямує до фотоприймача станції прийому-передачі. Оптичні імпульси, які при-ходять до фотоприймача від датчиків, розсіяні в часі, так як оптична довжина шляху пройдена ними, різна, тимчасову і температурну нестабільність ( де 10% на 10°С). Стабілізацію даних параметрів виконує спеціальний пристрій. Як пра-вило, він має два оптичних канали: канал, який включає в себе джерело вкпро-мінення 1, ВС 2, волоконно-оптичний датчик 3, фотоприймач 4 та електронну схему виділення корисного сигналу та контрольний сигнал, в якому існує допо-внюючий відрізок ВС 13, фотоприймач 11 та електронна схема управління гене-ратором струму 10 джерела випромінення 1 (Рис.4.4). При стабілізації допуска-ється :
найбільшу доповнюючу погрішність вносить нестабільність характеристик джерела випромінення;
характеристики різних фотоприймачів мають близькі до дестабілізуючої дії коефіцієнти чуттєвості (що справедливо для р-i-n фотодіодів);
Рисунок 4.3 - Пасивне тимчасове мультиплексування інформаційних (а) та об-числюваних (б) каналів:
1- схема управління; 2- випромінювач; 3,5- волоконний світовод; 4- оптичний змішувач; 6- демультиплексор; 7- фотоприймач; 8- ВОД; 9- відсвітлювачі.
Рисунок 4.4 - Структурна схема стабілізації коефіцієнта передачі оптичного тра-кту
Робота пристрою стабілізації синхронізується генератором 7, який видає прямокутні імпульси, які з його виходу подаються на ключі 8, розділяючи робо-ту пристрою на два періоди.
В першому періоді відкриваються ключі 8, з'єднані з інтегратором 12, закрива-ється ключ 8, пов'язаний з управляючим джерелом струму 10. В результаті дже-рело випромінення 1 обезструмлюєтья. В такому режимі фотоприймачі 4,11 (вимірюючий та контрольний) фіксують лише фонову складову. Для того, щоб при відсутності випромінення від джерела 1 на виході підсилювачів 5 був ну-льовий сигнал, на їх входи через замкнуті ключі 8 за допомогою інтеграторів 12 подаються сигнали поправки. Таким чином, в першому періоді виробляється поправка з цілью компенсації фонової засвітки фотоприймачів та дрейфу нуля підсилювачів .В другому періоді ключі 8 перекидуються в протилежний стан. При цьому поправка, вироблена інтеграторами 12 в першому періоді за-пам'ятовується на час другого періоду, а на фотоприймачі 4,11 поступає випро-мінення від працюючого джерела.
Верхній фотоприймач 4 реєструє інформаційні сигнали, які пройшли через во-локонно-оптичні датчики. За показниками контрольного фотоприймача 11 ви-значають зміни коефіцієнта передачі оптичного тракту в результаті впливу де-стабілізуючих факторів. Сигнал контрольного фотоприймача 11 використову-ється для стабілізайії коефіцієнта передачі оптичного тракту. Після проходжен-ня підсилювача 5 та фільтра нищих частот 6 він подається на один із входів ін-тегратора 12. На другий вхід поступає еталонний сигнал джерела стабілізованої напруги 9. Вихідний сигнал інтегратора керує струмом джерела випромінення 1 та знешкоджує розбіжність, яка виникла. Одночасно напруга з виходу підсилю-вача обчислювального каналу поступає через демультиплексор 13 на вихід при-строю стабілізації. Перший період роботи відстає від другого на час, на протязі якого закінчуються перехідні процеси. Глубинність імпульсів генерато повинна обиратися, виходячи з більш ефективного використання джерела випромінення та збільшення відношення сигнал/шум.
Якість стабілізації залежить від ідентичності підсилювальних каскадів у вимірювальному та контрольному каналах. Використання такого пристрою до-зволяє зменшити приблизно на два порядки нестабільність коефіцієнту передачі оптичного тракту, доводячи температурну нестабільність до 0.15% на 10°С. Це забезпечує допустимі характеристики мультиплексивних ВОС, основаних на во-локонно-оптичних датчиках з амплітудною модуляцією. Альтернативою вико-ристання спеціальних каналів для стабілізації параметрів оптичного тракту є по-будова на базі елементів з періодично змінними оптичними властивостями при збільшенні зовнішньої дії (наприклад, двопроміневопереломних елементів) ви-мірювача з цифровим виходом. Однак вадою такого рішення є необхідність ви-користання декількох фізичних каналів визначає точність вимірювання зовніш-ньої дії.
4.3 Організація двонаправлених ВОС
Як перед цим було показано, найпростішим рішенням при організації ка-налу одержання та передачі інформації є використання двох ВС (волоконних світлодій): підводячого випромінення до датчиків та відводячого обчислювану інформацію. Однак, унікальні властивості електромагнітних хвиль оптичного діапазону дозволяє використовувати один фізичний канал для передачі по ньому випромінення в двох зустрічних напрямках одночасно. Ця обставина дозволяє по одному головному ВС підводити до зони обчислення оптичну енергію і по ньому ж відводити інформаційні сигнали до станції прийому-передачі. Способи мультиплексування при цьому практично не змінюються, але при по побудові таких ВОС треба мати на увазі наступне:
1. В якості основи небажано використовувати волоконно-оптичні датчики з однонапрямленим оптичним зв'язком, які мають різні підводящий та відводящий ВС; найкраще використовувати ВОД відбиваючого типу, коли.
інформаційний сигнал відводиться по тому ж