Антиплагиат (1214919), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Это ведет к сниж ению неопределенностирезультатов измерений ХД из- за уменьшения фазовой составляющей;2) при уменьшении неопределенности результатов измерения фазы понижается неопределенность результатовизмерений ХД;3) при[1]уменьшении неопределенности результатов измерения длины волны пониж ается неопределенность результатовизмерений ХД4) при уменьшении неопределенности установки частоты модуляц ии пониж ается неопределенность результатовизмерений ХД;5) при уменьшении длины ОВ уменьшается неопределенность результатов измерений ХД;6) при уменьшени нестабильности температуры сниж аетсянеопределенность результатов измерений ХД;7) при увеличением шага измерения по длине волны уменьшается неопределенность результатов измерений ХД[1]Первое и ограничение, которое накладывается классическимметодом (сдвиг фазы на шаг перестройки длины волны не должен превышать 360°), приводит к тому, что разностьфаз вследствие изменения шага перестройки устремляется к 360°.
Учитывая диапазон измерения ХД,[1]первое условие, выбираем частоту модуляц ии, которая является максимальной (f), а такж е шаг перестройки длины волнылазеров360∙f∙∆λ∙=∆φ≈360(2.3)Диапазон воспроизведения единиц ы ХД определяется в результате исследования средств измерений. Для оптическихволокон типа G.652, G.653, G.655,необходимая длина образца оптического волокна меры составляет порядка 12,5 км.[1]Но в случае, если нуж но увеличить диапазон воспроизводимых значений ХД, то в э том случае будет противоречие пятомуhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.24207038&repNumb=17/1921.06.2016Антиплагиатусловию - минимизац ии неопределенности результатов измерений ХД.
Из-за э того, длина ОВ не мож ет быть больше такойвеличины, позволяющ ая обеспечитьхранение единицы ХД в диапазоне -400÷400 пс/нм, то есть 12,5 км.Из условий[1](2) - (4) , (6) и (7) видно, чтобы уменьшить неопределенность в классической схеме необходимо внести такие изменения,которые позволяют с высокой точностью меритьфазу - условие (2) и длину волны оптического излучения - условие (3), обеспечить стабильность частотымодуляции - условие (4), а также стабилизировать температуру измеряемого оптического волокна - условие (6) иувеличить шаг перестройки по длине волны лазеров - условие (7).[1]Такж е шаг перестройки по длине волны не мож ет быть чересчур большим, для того чтобы не было перескока фазы на360°, но и такж е быть таким, чтобы изменение фазы устремлялось к 360°. Т.к. есть несколько типов ОВ с различнойдисперсионной характеристикой, то мож но применять перестраиваемый лазер всхеме измерения ХД.Пользуясь формулой (2.1), вычислим максимальную частоту модуляции при шагахперестройки 1, 2, 3, 4, 5 нм и при максимальных значениях ХД 40 пс/нм и 400 пс/нм - типичных значениях дляволокна G.652 и G.653, G.655 в различных диапазонах оптического спектра.
Для этого зададимся условием, чторазность фаз равна 360°, тогда и максимальная частота в МГц равна:fmax=103∆λ∙(2.4)Таблица 2.1 - Максимальная частота модуляции∆λ, нмfmax, МГЦ для=40пс/нм=400 пс/нм[1]1250002500212500125038330833462506255500500Исходяиз таблицы 2.1, при шаге перестройки длины волны 1[1]нм частота (максимальная) составляет 12,5 ГГц . Одновременно с э тим при таком небольшом шаге происходит увеличениенеопределенности результатов измерений ХД. Нопри шаге перестройки длины волны 5 нм, неопределенность уменьшается вфрагмент информации о ХД между этими точками.измеренияточках измерения, но теряетсяСледовательно, необходимо выбирать значение шага[1]длин волн в диапазоне от 1 до 5 нм.
Чтобы соблюсти баланс меж ду информативностью спектрального распределения ХД ималенькой неопределенностью измерения ХД мож новыбрать шаг 4 нм. Тогда частоту модуляции для измерения ХД вне зоны длины волны нулевой дисперсии[1]мож но выбрать 625 МГц , а в случае измерениидлины волны нулевой дисперсии и наклона дисперсионной кривой, где[1]маленькая ХД, и в то ж е время учитывая, что для более высокоточного измерения нуж но, чтобы разность фаз меж душагами стремилась к 360°, выберем частоту модуляц ии - 6250 МГц .Потом сделаем расчет по формуле (2.9) расширенной неопределенностирезультатов измерений ХД, при этом задавая следующие типичные параметры узлов и блоков, которые входят вструктурную схему фазосдвигового метода измерения ХД.
Вэтом случае по результатам проведенныхисследований можно положить, что СКО результатов измерений равно 0,1 пс/нм:1) погрешность при измерении длины волны - 2 пм;2)[1]длина ОВ - 12,5 км;http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.24207038&repNumb=18/1921.06.2016Антиплагиат3) погрешность при измерении фазы сигнала - 0,3°;4) стабильность температуры - 0,01°С;5) частота модуляц ии - 6,25ГГц - для максимальной дисперсии 40 пс/нм, 625 МГц для максимальной дисперсии 400 пс/нм и;6) шаг перестройки - 30 нм;7) погрешность установки частоты - 10-6.[1]На графике 2.2 показывается рассчитанная зависимость расширенной неопределенности в результатах измерений ХДфазосдвиговым методом от измеряемой ХД, атакже от других различных параметров метода измерений ХД.Рассчитанная расширенная неопределенностьфазосдвигового метода измерения ХД, где применяется наборлазеров с шагом 30 нм, погрешность установки длины волны лазеров составляет 50 пм, погрешность измеренияфазы на частоте 625 МГц - 0,3°, нестабильность температуры равна 0,01°С.Графики, которые приведены на рисунках 2.3-2.7, наглядномогут показать как изменяется расширеннаянеопределенность результатов измерений ХД.
В итоге, теперь можно найти уровень влияния параметров нарасширенную неопределенность результатов измерений ХД.Рисунок 2.2 - Расширенная неопределенность в[1]результате измерения ХД фазосдвиговым методом, где применяются лазеры сшагом 30нм, погрешность установки длины волны лазеров составляет 50 нм, погрешность измерения фазы начастоте 625 МГц - 0.3, нестабильность температуры равна 0.01° С.[1]Смотря на рисунки 2.3 - 2.7, основными параметрами, оказывающ ие большоевлияние на неопределенность результатов измерений ХД, являются:[1]частота модуляц ии, шаг перестройки,погрешность измерения фазы, нестабильность температуры меры в процессе измерения ХД, погрешность приизмерении длины волны.
Погрешность установки частоты модуляции практически не влияет на неопределенностьрезультатов измерений ХД.Также стоить заметить, что неопределенность результатов измерений ХД, которая равна 2 пс/нм (см. рисунок2.2),[1]чересчур высока и необходимо сделать минимизац ию влияния вышеперечисленных параметров. Для э того нуж ноуменьшить расширенную неопределенность результатов измерения ХД больше чем в 3 раза с 2пс/нм до 0,57 пс/нм (на границе диапазона воспроизведения ХД).[1]Чтобы э то сделать нуж но выбрать шаг измерения по длине волны, который будет являться оптимальным, а такж е частотумодуляц ии. Далее нуж но уменьшитьпогрешности измерения фазы и длины волны лазеров на неопределенность результатов измерений ХД, влияниеизменения температуры меры.[1]Одновременно с тем, в классической схеме метода измерения ХД, нельзяреализовать изменение частоты модуляции лазерного излучения ( из-за оптимальной работы фазометра лишь наопределенной частоте), совершить компенсацию влияния температуры меры на неопределенность результатовизмерений ХД (из- за реализации измерения в одном оптическом канале), а также проделать точную установкудлины волны лазеров ( из-за нестабильности лазеров по длине волны).В [1]итоге, проделанное исследование помогло определить источники неопределенности результатов измерений ХД, выявитьосновные минусыклассического фазосдвигового метода, сделать оценку неопределенности результатов измерений ХД,[2]которая показала, что значение оц ененной неопределенности с применением схемы фазосдвигового метода слишкомвелико.
Все э то привело к необходимости в модифиц ированном фазосдвиговом методе, лишенного вышеперечисленныхнедостатков.Рисунок 2.3 - Расширенная неопределенность результатов измерений ХД (Θ1- график для частоты 625 МГц, Θ2график для частоты 6250 МГц, шаг 4 нм)Рисунок 2.4 - Расширенная неопределенность результатов измерений ХД при стабильности температуры 0.001° С.(Θ3- график для частоты 625 МГц, Θ4- график для частоты 6250 МГц)Рисунок 2.5 - Расширенная неопределенность результатов измерений ХД при стабильности температуры 0.001° С ипогрешности измерения фазы 0.1°.
(Θ5- график для частоты 625 МГц, Θ6- график для частоты 6250 МГц)Рисунок 2.6 - Рассчитанная расширенная неопределенность результатов измерений ХД при стабильноститемпературы, погрешности измерения фазы 0.1, и погрешности измерения длины волны 1.5 пм. (Θ7- график длячастоты 625 МГц, Θ8- график для частоты 6250 МГц)http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.24207038&repNumb=19/1921.06.2016АнтиплагиатРисунок 2.7 - Расширенная неопределенность результатов измерений ХД при стабильности температуры 0.001 С,погрешности измерения фазы 0.1, погрешности измерения длины волны излучения 1.5 пм и погрешности установкичастоты 10.
(Θ9- график для частоты 625 МГц, Θ10- график для частоты 6250 МГц)2.2 Исследование схемы модифицированного метода измерения хроматической дисперсии[1]Рассмотрим модифиц ированный метод, который позволяет обеспечить требуемые метрологические характеристики, истраняет недостатки классического метода.Данный метод имеет возмож ность выбора шага измерения и изменения частоты модуляц ии интенсивности лазерногоизлучения. Такж е уменьшается до минимально возмож ной степени погрешность измерения длины волны, фазы и влиянияизменения температуры меры при измерении ХД на неопределенность результатов измерений ХД.
Выделим некоторыеаспекты в модифиц ированном методе, позволяющ ие устранить недостатки:1) Оптимизац ия шага измеренияШаг перестройки лазеров ( Шаг измерения) по длине волны выбирается[1]так, чтобы учитывался компромисс меж ду уменьшением неопределенности в результатах измерений ХД и повышениеминформативности спектрального распределения ХД.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
