Антиплагиат (1214919), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Причем пояляетсяфазовая задерж ка, которая связана с длиной э лектрической линии, идущ ей от фотодиода к усилителю. Такая задерж каобусловлена внутренним сопротивлением, емкостью фотодиода, а такж е несогласованностью выхода фотодиода и входаусилителя. В свою очередь, спектральная чувствительность фотодиода имеет зависимость от длины волны оптическогоизлучения, которое подается на оптико-э лектронный преобразователь.U1(t) = I1K1λiK3λiK5λiK7λiS1λiEf2**(1+cosπVbiasE(f)cos(2πft+φ1Tλi+φ1Cλi+φ1PMλi)VpVπU2(t) = K2λ0∙K4λ0I2K6λ0K8λ0S2λ0Ef2**(1+cosπVbiasE(f)cos(2πft+φ2Tλ0+φ2Cλ0+φ2PMλ0)VpVπ(2.9)где E1f, E2f -АЧХ фотодиода измерительного и опорного каналов соответственно; S1λi, S2λ0 - спектральная чувствительностьфотодиода на длине волны измерительного канала[1]λi и λ0соответственно.После э того сигналы идут на векторный анализатор, измеряющ ий разность фаз двух сигналов с погрешностью S21.
Такж епоявляется добавочная погрешность из-за неодинаковой амплитуды сигналов в измерительных каналах. Послепрохож дения излучением векторного анализатора на выходе возникает разность фаз меж ду тестируемым и опорнымоптическим сигналами.φK,λ1,λ2,fr=φ1Tλi+φ1Cλi+φ1PMλi - (φ2Tλ0+φ2Cλ0++φ2PMλ0+φFfr,K1),(2.10)где φFfr,K1 - фазовый сдвиг в векторном анализаторе из-за неодинаковой амплитуды сигналов при попадании сигнала навходвекторного анализатора, или же погрешность векторного анализатора[1]из-за неодинаковой амплитуды опорного и измерительного каналов.Цифровой сигнал с векторного анализатора идет на э лектронно-вычислительное устройство, управляющ ее измерителемдлины волны, векторным анализатором и перестраиваемыми лазерами. В ЭВУ вычисляется групповая задерж ка:∆tKi+1, Ki, λ1+1,λ1, λ0,f=φKi+1,λ1+1,λ0,f-φ(Ki,λ1,λ0,f)2πf(2.10)А затем происходит построение функц ии групповой задерж ки.Последующ ий шаг - э то аппроксимац ия групповой задерж ки с помощ ью методом наименьших квадратов, применяяэ мпирические формулы Зельмейера.
Эти формулы могут применяться исходя из расчетов в соответствии срекомендац иями МЭК и описывают дисперсионные свойства ОВ учитывая тип исследуемого ОВ и рабочего спектральногодиапазона.Хроматическая дисперсия на длине волны λ будет рассчитываться следующ им образом:λ,a,b,с…=dtaproxλ,a,b,с…dλ,(2.11)где a,b,с - коэ фиц иенты полученные при аппроксимац ии групповой задерж ки по формуле Зельмейера.В итоге, было рассмотрено прохож дение излучения и э лектрических сигналов по схеме модифиц ированного методаизмерения ХД фазосдвиговым методом.2.4Исследования и минимизация основных источников неопределенности результатов измерения хроматическойдисперсии[1]После анализа математической модели мож но увидеть, что влияние на результат величины ХД оказываюткак свойства меры, так и свойства элементов, входящих в структурную схему модифицированного методаизмерений[1]хроматической дисперсии.
Эти свойства выраж аются в: ПМДвторого порядкамеры и демультиплексора,ФЧХ оптоэлектронных преобразователей и модулятора,ХДдемультиплексора, нестабильность длин волн лазеров, температурная нестабильность меры, нелинейностьвекторного анализатора и[1]необходимость аппроксимац ии, а такж е другие влияния. Эти свойства и факторы группируются по влиянию напараметры, которые входят в формулу определения ХД при измерении хроматической дисперсии фазосдвиговым методом:=φ2-φ1360∙fm(λ2-λ1)∙1012(2.12)http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.24207038&repNumb=113/1921.06.2016АнтиплагиатВ итоге, все э ти свойства, а такж е факторы являются источниками неопределенностей результатов при измеренииразности фазы, длин волн лазерного излучения, частоты, которые являютсяисточниками неопределенности результатов измерений ХД.
В таблице 2.2 представлены сгруппированныесвойства и факторы, которые влияют на неопределенность результатов измерений ХД, а также указан типнеопределенностиТаблица 2.2 - Источники неопределенности измерения ХДНеопределенностьСоставляющие неопределенностиФазыНеопределенность результатов измерений фазы векторным анализаторомТемпературный дрейф оптической длины исследуемого волокна uLНелинейность[1]векторного анализатора, модулятора, усилителей итФазовый шум генератораПереотраж ение оптического излученияШум усилителейЧастотыНеопределенность установки частоты модуляц ии ufДлины волныНестабильность длины волны перестраиваемого лазера иЛНестабильность длины волны опорного лазера и0Неопределенность результатов измерений длины волны перестраиваемого лазера имНеопределенность результатов измерений длины волны опорного лазера илоАппроксимацииНеопределенность вследствие влияния аппроксимацииДополнительныедисперсииПоляризационная модовая дисперсия 2-ого порядка оптического волокна иРМ2Дисперсия демультиплексора ишхРазъясним графы таблицы 2.2.1) Неопределенность результатов измерений ХД из- [1]за неопределенности результатов при измерении фазы обуславливается неопределенностью результатов измеренияфазы сигнала с помощ ью векторного анализатора, а такж е из-за нелинейности измерительной аппаратуры.
Этанеопределенность обуславливается несколькими параметрами: фазовыми шумами генератора амплитудой сигнала,который подается на векторный анализатор, шумамиусилителей, температурного дрейфа напряжения смещения модулятора, температурном дрейфе оптической длины,пике поглощения ОН, ослаблении оптического излучения,[1]которое проходит через ОВ, а такж е переотраж ениях, сущ ествующ ие на стыках оптических коннекторов. Нелинейностьизмерительной аппаратуры обычно возникает вследствиесистематической погрешности векторного анализатора, неправильного выбора и ухода рабочей точки модулятораи амплитуды модулирующего напряжения, а также ухода ФЧХ усилителей в приемном модуле.2) Неопределенность результатов измерений ХД из- [1]за нестабильности частоты модуляц ии вызвананестабильностью частоты генератора, который входит в векторный анализатор.3) Неопределенность результатов измеренийХД неопределенности результатов при измерении длины волныобуславливается неопределенностью результатов измерения длины волны приизмерения длины волны, а также нестабильностьюпомощи оборудования для[1]перестраиваемого и опорного и лазера.4) Неопределенность результатов измерений ХД из-за неопределенности аппроксимац ии.
После того, как произойдетпроц ессвычисления групповой задержки по значениям фазового сдвига на[1]различных длинах волн, проц есс аппроксимац ии групповой задерж ки, необходимо проанализировать все факторы,которые оказывают влияние на полученный результат аппроксимац ии, т.е. : верность того, что была правильно выбранафункц ия аппроксимац ии и шаг измерений.Данные факторы и как они влияют на неопределенность результатов измерений будут рассмотрены ниже.5) Неопределенность результатов измерений ХД из- [1]за других дисперсий обуславливается хроматической и поляризац ионной модовой дисперсий демультиплексора, а такж еот ПМД измеряемой меры.В итоге, суммарная неопределенность результатов измерений ХД будет выглядеть в следующ ем виде:и= uφ2+uf2+uλ2+uap2+uax2(2.13)где uφ - значение составляющ ей в неопределенностиhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.24207038&repNumb=114/1921.06.2016Антиплагиатрезультатов измерений ХД из- за неопределенности результатов измерения разности фаз, пс/нм;[1]uλ - значение составляющ ей в неопределенности результатов измерений ХД из-за неопределенности результатов приизмерении длины волны оптического излучения, пс/нм;uf - значение составляющ ей в неопределенности результатов измерений ХД из-за неопределенности результатов приустановке частоты задающ его генератора, пс/нм;иар- значение составляющ ей в неопределенности результатов измерений ХД из-за неопределенности результатовпри аппроксимации,пс/нм;иах - составляющая неопределенности результатов измерений хроматической дисперсии вследствие дисперсийэлементов структурной схемы, пс/нм.2.5 Исследования и минимизация источников неопределенности результатов измерения фазыНеопределенность результатовизмерений фазы сигналасоставляетсяизмерений фазы, температурного дрейфа оптической длинывычисляетсяизнеопределенностирезультатовОВ и нелинейности измерительной системы, и[1]по следующ ей формуле:uφ=uφ1+uL+uNL(2.14)Температурный дрейф оптической длины ОВ вычисляется следующим образом:∆L=L∙∆T∙к(2.15)где ∆L -[1]изменение оптической длины ОВ из-за изменения температуры, м; L - длина ОВ, м (типовое значение 12,5 км); ∆T изменение температуры, °С; к=10-5- коэ ффиц иент, учитывающ ий изменение длины ОВ при изменении температурыволокна G.652.Тогда изменение разности фаз из-за изменения температуры выражается следующим образом:∆φ=Θ=360∙f∙∆T∙к∙0+2+0.5∙(λ0-λ)(2.16)где λ- длина волны, на которой производятся измерения, нм; ∆L - изменение длины ОВ вследствие изменениятемпературы, км; f - частота модуляции, Гц; - коэффициентХД на длине волны измерения, пс/нм*км; λ0 -опорная длина волны, нм; 0 - коэффициент ХД на опорной длине волны, пс/нм*км;0,5 - коэффициент,[1]который учитывает погрешность, когда функц ия ХД является линейной.Суммарная неопределенность результатов измерений фазы векторным анализатором может быть оцененаследующим образом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
