Некоммерческое акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра телекоммуникационных систем
НАПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ
Методические указания к выполнению лабораторных работ
для студентов специальности
5В071900- Радиотехника, электроника и телекоммуникаций
Алматы 2011
СОСТАВИТЕЛИ: Э.К. Темырканова, Т.А. Абишева. Направляющие системы электросвязи. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 5В071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации. - Алматы: АУЭС 2011. – 31с.
Методические указания содержат описания лабораторных работ по дисциплине «Направляющие системы электросвязи». В описание работ входят описание лабораторных стендов, порядок выполнения работ, содержание отчета.
Дана методика, позволяющая сравнить теоретические и практические результаты данных, приведены контрольные вопросы и список рекомендуемой литературы.
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся в бакалавриате, по специальности 5В071900 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации.
Ил. - 11, табл. - 7, библиогр. – 9 назв.
Рецензент: канд. техн. наук., проф. каф. ТКС Коньшин С.В.
Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества «Алматинский университет энергетики и связи» на 2010г.
© НАО «Алматинский университет энергетики и связи», 2011г.
Содержание
|
1 Лабораторная работа. Исследование способов защиты от коррозии подземных металлических сооружений связи |
5 |
|
2 Лабораторная работа. Изучение конструкций и характеристик кабелей связи |
9 |
|
3 Лабораторная работа. Исследование неоднородностей кабелей связи с помощью прибора Р5 – 5 |
16 |
|
4 Лабораторная работа. Исследование оптических интерфейсов |
21 |
|
5 Лабораторная работа. Исследование параметров стыка двух световодов |
25 |
1 Лабораторная работа. Исследование способов защиты от коррозии подземных металлических сооружений связи
Цель работы: изучение видов коррозии и способов защиты от нее подземных сооружений связи, а также освоение методики определения анодных зон.
1.1 Подготовка к работе
1.1.1 Изучить виды коррозии подземных кабельных сооружений.
1.1.2 Изучить методы защиты от коррозии.
1.1.3 Изучить методику исследования и измерения коррозийных явлений.
1.2 Рабочее задание
Модель установки катодной защиты, а также модель подключения дренажного устройства приведены на рисунках 1.1 и 1.2.
1.2.1 Осуществить защиту металлической оболочки от коррозии с помощью подключения катодной станции.
1.2.2 Осуществить защиту металлической оболочки кабеля с помощью подключения дренажного устройства.
1.2.3 Измерить величину тока, протекающего в оболочке кабеля различными методами.
1.3 Порядок выполнения работы
1.3.1 Осуществление защиты от коррозии с помощью катодной станции
а) Определить распределение потенциалов на металлической оболочке кабеля путем измерения разности потенциалов между оболочкой и землей в кабельных колодцах. Результаты измерения занести в таблицу 1.1
Таблица 1.1
|
№ колодца |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Разность потенциалов |
|
|
|
|
|
|
|
|
б) Построить потенциальную диаграмму измеряемого участка кабеля и выявить анодные зоны, определить место подключения катодной станции.
в) После подключения катодной станции повторить п. а) и построить потенциальную диаграмму исследуемого участка.
Рисунок 1.1 – Модель установки катодной защиты
1.4.2 Осуществление защиты от коррозии с помощью дренажного устройства.
а) Определить распределение потенциалов на металлической оболочке кабеля путем измерения разности потенциалов между оболочкой и землей в кабельных колодцах. Результаты измерения занести в таблицу 1.2
Таблица 1.2
|
№ колодца |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Разность потенциалов |
|
|
|
|
|
|
|
|
б) Построить потенциальную диаграмму измеряемого участка кабеля и выявить анодные зоны, определить место подключения дренажной защиты.
в) После осуществления дренажной защиты повторить п. а) и построить потенциальную диаграмму исследуемого участка.
Рисунок 1.2 – Модель подключения дренажного устройства
1.4.3 Измерения величины тока, протекающего в оболочке кабеля.
Рисунок 1.3 – Схема измерения тока оболочки
Измерения величины тока, протекающего в оболочке кабеля, осуществить компенсационным методом. По вольтметру определить направление тока I1 в оболочке кабеля. Подключить источник постоянного тока таким образом, чтобы направление его тока I2 было противоположно направлению тока I1. Изменяя величину тока I2, добиться равенства токов I1, и I2, при этом показания вольтметра должны быть равны 0 (см. рисунок 1.3).
Если величина тока источника I2 недостаточна для компенсации, то величина тока I1, протекающего в оболочке кабеля, может быть определена по формуле:
,
где DU1 и DU2 – показания вольтметра при одинаковом и встречном направлениях токов;
Iизм – показания амперметра.
1.4 Обработка результатов
Исходя из результатов опытов, сравнить результаты измерений полученных в опытах 1.4.1-1.4.3 и сделать выводы.
1.5 Контрольные вопросы
1. Какие виды коррозии и их действие на линейные сооружения связи?
2. Каковы особенности защиты от коррозии алюминиевых и стальных оболочек?
3. Каковы факторы, обуславливающие почвенную коррозию, электрокоррозию, межкристаллическую коррозию?
4. Какие способы осуществления защиты от коррозии?
5. Чем опасна коррозия для кабелей связи?
6. Для каких конструкций кабеля опасна коррозия оболочки?
7. К чему приводит коррозия оболочки?
8. Какие методы пассивной защиты от коррозии и их суть?
2 Лабораторная работа. Изучение конструкций и характеристик кабелей связи
Цель работы: изучение конструкций и теоретическое определение основных параметров коаксиальных кабелей связи, волоконно-оптического кабеля, симметричной линии.
2.1 Подготовка к работе
2.1.1 Изучить область применения и условия прокладки коаксиального кабеля связи, симметричной линии и волоконно-оптического кабеля.
2.1.2 Определить назначение отдельных элементов конструкции и ознакомиться с маркировкой коаксиальных кабелей связи, волоконно-оптических кабелей, симметричных кабелей.
2.1.3 Изучить первичные и вторичные параметры коаксиальных кабелей связи, волоконно-оптических кабелей, симметричных кабелей.
2.1.4 Изучить теорию световодов, классификацию оптических кабелей и требования к ним.
2.1.5 Изучить конструкцию оптических кабелей.
2.1.6 Ознакомиться с методами измерения и испытания оптических кабелей.
2.2 Описание установки
Отрезок коаксиального кабеля, симметричной линии, волоконно-оптического кабеля, инструменты для измерения параметров ВОЛС (оптический измеритель мощности, световод).
2.3 Порядок выполнения работы
Получить у преподавателя отрезок коаксиального кабеля, симметричной линии, волоконно-оптического кабеля.
Определить геометрические параметры, конструкцию и дать расшифровку маркировки. Нарисовать чертеж поперечного сечения кабеля.
Провести расчет первичных и вторичных параметров исследуемого кабеля, применив Маthcad. На рисунке 2.1 представлен фрагмент расчета параметров кабеля с использованием программы Маthcad. По результатам расчета построить частотные зависимости первичных и вторичных параметров линии.
2.4 Методические указания для расчета
2.4.1 Коаксиальный кабель
Первичные параметры
Рисунок 2.1
Волновое сопротивление
.
Сопротивление
.
Индуктивность
.
Емкость
.
Тангенс угла диэлектрических потерь
.
Проводимость
.
Вторичные параметры
Постоянная распространения
.
Длина волны:
.
Скорость распространения:
.
Коэффициент затухания:
,
где mа, eа – магнитная и диэлектрическая проницаемости материала диэлектрика;
ra и rb – радиусы внутреннего и внешнего проводников;
s - коэффициент проводимости;
k = 2p/l – волновой вектор свободного пространства.
Параметры mа, eа, s, f(40, 60, 80, 100, 120, 140 МГц) для расчета необходимо получить у преподавателя.
2.4.2 Определить, исходя из следующих предпосылок, для обеспечения какого максимального показателя используется данный кабель:
а) при
необходимости максимальной электрической прочности 
;
б) при
необходимости передачи максимальной мощности 
;
в) при
необходимости обеспечить наибольшую дальность связи 
.
2.4.3 Волоконно – оптический кабель.
Обобщенный частотный параметр (нормированная частота)
.
Длина волны одномодового режима
.
Диапазон постоянных распространения
n2k < b < n1k.
Число распространяемых мод:
а) ступенчатый световод:
N = 0,5×V2.
б) световод со степенным профилем показателя преломления:
.
Границы изменения фазовой скорости
.
Границы изменения групповой скорости
.
Величина модовой дисперсии:
а) ступенчатый световод
.
б) световод со степенным профилем показателя преломления
.
Полоса пропускания
.
Поглощение
,
где n1 и n2 – показатели преломления сердцевины и оболочки;
а – радиус световода;
k = 2p/l – волновой вектор свободного пространства;
l – длина волны;
g – степень профиля показателя преломления;
mа, eа – магнитная и диэлектрическая проницаемости материала сердцевины световода.
Параметры tgd, n1, n2, g, ea, l(,063; 0,85; 0,92; 1,33; 1,55; мкм) для расчета необходимо получить у преподавателя.
2.5.4 Симметричный кабель
Первичные параметры
Сопротивление
, (Ом/км).
где: p = 1 – парная скрутка;
p = 5 – звездная скрутка;
p = 2 – двойная парная скрутка.
Индуктивность
, (Гн/км).
Емкость
, (Ф/км).
Проводимость
.
Вторичные параметры
Волновое сопротивление
, (Ом).
Длина волны:
.
Коэффициент затухания:
, (дБ/км).
Постоянная распространения
, (рад/км).
Скорость распространения
, (км/с),
где R0 – сопротивление проводника постоянному току;
r – радиус проводников;
а – расстояние меду проводниками;
c - поправочный коэффициент;
w - частота.
Значения G(kr), F(kr), H(kr), Q(kr), k, kr для различных материалов приведены в работе |1|, там же определяются величины s, tgd, ea в зависимости от типа изоляции и проводника.
2.6 Обработка результатов
Из индикаторных окон определить, чему равна амплитуда входного напряжения и выходного в разных режимах работы линии.
Рассчитайте время задержки по формуле ТD=l/c,
где с – скорость света;
l – длина линии.
Сравните полученный результат с результатами моделирования схемы. Все результаты расчетов 2.5.1 – 2.5.3 свести в таблицу и сравнить для разных частот и для разных длин волн. Сделать выводы.
2.7 Контрольные вопросы
1 Область применения коаксиальных кабелей.
2 Маркировка коаксиальных кабелей.
3 Первичные и вторичные параметры коаксиальных кабелей и их частотные зависимости.
4 Виды изоляции коаксиальных кабелей.
5 Типы конструкций внешних проводников коаксиальных кабелей, их достоинства и недостатки.
6 Какие существуют типы световодов?
7 Основные параметры волоконно-оптических кабелей.
8 Причины возникновения модовой дисперсии в волоконно-оптическом кабеле.
9 Причины возникновения потерь в оптических кабелях.
10 Что такое полоса пропускания и чем она определяется в оптическом кабеле?
11 Конструкция сердечников волоконно-оптических кабелей.
12 Область применения симметричных линий связи.
13 Основные параметры двухпроводных линий.
14 Основные типы изоляции двухпроводных симметричных линий связи.
15 Применяемые виды скруток для группообразования кабелей связи.
3 Лабораторная работа. Исследование неоднородностей кабелей связи с помощью прибора Р5 – 5
Цель работы: изучение импульсного метода определения характера и места повреждения цепей кабельных линий связи, а также принципа действия импульсных приборов
3.1 Подготовка к работе
3.1.1 Ознакомиться с принципами работы импульсных приборов.
3.1.2 Изучить методы измерений по определению характера и места повреждения электрических кабелей связи при помощи прибора Р5-5.
3.1.3 Подготовка ответы на контрольные вопросы.
3.1.4 Подготовить бланк отчета.
3.2 Описание установки
3.2.1 Измерительный прибор Р5-10.
3.2.2 Симметричные, коаксиальные кабели.
3.2.3 Магазин сопротивлений.
3.2.4 Соединительные провода.
Измеритель неоднородностей кабелей и линий Р5-5 является полевым прибором, предназначенным для определения импульсным методом расстояния до мест повреждения (обрыв, короткое замыкание) на воздушных и кабельных линиях электропередачи и связи, а также расстояния до мест существенного изменения волнового сопротивления измеряемой линии (неоднородностей от резкого снижения сопротивления изоляции, нарушения контакта, ассиметрии, в проводах, вставок в линию)
Принцип измерения заключается в том, что в измеряемую линию подаются короткие импульсы (зондирующие импульсы) напряжения, которые распространяясь по линии, частично отражаются от неоднородностей и возвращаются к месту, откуда они были посланы.
Зондирующий импульс и сигналы, отраженные от неоднородностей, подаются на ЭЛТ прибора. Сигналы, отраженные от неоднородностей, будут смещены по времени относительно зондирующего импульса в зависимости от расстояния до неоднородности от места измерения. Таким образом, величина смещения отраженного сигнала относительно зондирующего импульса на экране ЭЛТ пропорциональна расстоянию до измеряемой неоднородности, считая от места измерения.
Измерения импульсным методом обеспечивают получение быстрого и точного результата особенно в том случае, когда повреждение имеет вид – переходного сопротивления в месте повреждения, значительно отличной от величины волнового сопротивления линии.
Импульсные измерения дают возможность определить не только место повреждения, но и характер изменения волнового сопротивления.
Неоднородность волнового сопротивления характеризуется коэффициентом отражения:
Р=
,
где Р – коэффициент отражения;
Zc – среднее волновое сопротивление линии;
Z – волновое сопротивление в месте повреждения.
При коэффициенте отражения, равном нулю, имеется полное согласование линии по волновому сопротивлению и отражение импульса отсутствует.
При коэффициенте отражения, равном единице (предельное значение), происходит полное отражение зондирующего импульса.
При Р= + 1 в цепи – холостой ход (обрыв), при Р= - 1 в цепи – короткое замыкание.
Знак коэффициента отражения может быть использован для определения характера повреждения: отраженный импульс сохраняет свой знак и изменяет свой знак при уменьшении сопротивления в месте отражения.
В основу измерителя Р5-5 положен принцип зондирования исследуемой линии импульсом напряжения с индикацией процессов, происходящих в линии, на экране ЭЛТ прибора.
Расстояние до места неоднородностей (транспозиция, короткое замыкание, обрыв, кабельная вставка и т.д.) определяется временем пробега импульсов от места подключения измерителя до неоднородности и обратно.
При известной ( или измеренной заранее) скорости распространения импульса по линии однозначно определяется расстояние. Измерение на экране измерителя производится по начальной точки фронта отраженного импульса.
3.3 Порядок выполнения работы
3.3.1 Измерения по определению характера и места повреждения выполняются при помощи прибора Р5-5.
3.3.2 Подготовить прибор Р5-5 к работе. Концы соединительного кабеля прибора подключить к цепи исследуемого кабеля.
3.3.3 Установить ручки управления на задней панели: «ОБЩИЙ-РАЗДЕЛЬНЫЙ» - в положение «ОБЩИЙ»; «КОНТРОЛЬ-РАБОТА» - в положение «РАБОТА».
3.3.4 Установить ручки управления на передней панели: «РАЗВЕРТКА» - в крайнее левое положение; «УСИЛЕНИЕ» - в положение «I»; «ВЫХ.СОПРОТ.» - в пределах зеленого сектора. «МНОЖИТЕЛЬ ГРУБО» - в положение «0».
3.3.5 Ручками «ЯРКОСТЬ», «ФОКУС», «
», «
», отрегулировать яркость, фокусировку и
положение луча на экране ЭЛТ.
3.3.6 Установить ручки управления
- «ДИАПАЗОНЫ» - в положение «I» (при длине измеряемой линии до 15 км), «II» (до 60 км), «III» ( до 300 км);
- «ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСА» - «0,1-0,3» или «I» ( при длине измеряемой линии до 15 км), «1» или»8» (до 60 км), «8» или «15» ( до 300 км);
- «ВЫХ. СОПРОТ.» - на величину волнового сопротивления измеряемой линии.
- «РАЗВЕРТКА» - в крайнее правое положение – для возможности просмотра всей измеряемой линии, участка линии.
- «УСИЛЕНИЕ ПЛАВНО» - в левое крайнее положение.
- Положение линии развертки луча на экране трубки должно быть на середине экрана, (ручки«МНОЖИТЕЛЬ ГРУБО», «МНОЖИТЕЛЬ ТОЧНО»)
3.3.7 Отыскать всплеск на импульсной характеристике линии, соответствующий отражению от неоднородности, места предполагаемого повреждения линии, установить характер повреждения.
3.3.8 По показаниям ручек «ДИАПАЗОНЫ», «МНОЖИТЕЛЬ ГРУБО», «МНОЖИТЕЛЬ ТОЧНО» произвести отсчет времени побега зондирующего импульса от места подключения измерителя к линии до места повреждения и обратно, Тфакт., по формуле:
Тфакт. = Тдиап.(nгрубо + nточно), мкс,
где Тдиап. – масштаб диапазона, равный 10, 40, 160 мкс на I, II , III диапазонах соответственно;
nгрубо – по показаниям ручки «МНОЖИТЕЛЬ ГРУБО»;
nточно - по показаниям ручки«МНОЖИТЕЛЬ ТОЧНО».
3.3.9 Определить расстояние до места повреждения по формуле:
Lx
=
,
где Lx – расстояние до места повреждения, м;
V – скорость распространения импульсов в линии данного типа, м/мкс;
V к.к.=80 м/мкс;
Vс.к.= 160 м/мкс.
3.3.10 Подключить измеряемую линию к магазину сопротивлений и определить волновое сопротивление линии.
Провести исследования линии в режиме не согласованной нагрузки, на выходе включить сопротивление, не равное волновому. Наиболее ярко этот режим проявляется при разомкнутой (Z=¥) или замкнутой (Z=0) линии. При разомкнутой линии бегущая волна тока достигает конца линии, отражается и идет в обратном направлении. Энергия отраженных волн возвращается к началу линии. Электрические заряды прямой и обратной волн у конца провода складываются, в результате чего получается удвоенное напряжение. Для характеристики линии в рассматриваемом режиме используется коэффициент отражения
р=(Z-Z0)/(z+Z0).
При Z=Z0, коэффициент р=0 и в линии наступает режим бегущей волны. При разомкнутой линии Z=¥ и р=1. При этом в конце линии амплитуды напряжения и тока определяются выражениями:
Um = Un(1+p)=2 Un ; Im = In (1-p)=0.
При замкнутой линии Z=0 и, как следует из (2.1), р=-1. При этом в конце линии амплитуды напряжения и тока определяются выражением:
Um = Un(1+p)= 0 ; Im = In (1-p)= 2 In..
Проверить экспериментально. По результатам исследования сделать выводы.
3.3.11 Сделать выводы по работе.
3.4 Контрольные вопросы
1 Какова сущность определения расстояния до места повреждения импульсным методом?
2 Каков физический смысл коэффициента отражения?
3 Что характеризует амплитуда и знак отраженного импульса?
4 Какому значению Zв и Р соответствует «обрыв линии»?
5 Какому повреждению соответствует отрицательная полярность отраженного импульса?
1) исследуемая линия; 2) прибор Р5-5; 3) магазин сопротивлений.
Рисунок 3.1 – Схема измерения параметров и характеристик коаксиальной и симметричной линий
4 Лабораторная работа. Исследование оптических интерфейсов
Цель работы: - исследование работы оптических соединителей, разветвителей и аттенюаторов;
- изучение конструкции и назначения коммутационной коробки и сплайс пластины.
4.1 Подготовка к работе
Повторить разделы: пассивные оптические компоненты.
4.2 Используемое оборудование
а) источник оптического сигнала;
б) измеритель оптической мощности «Алмаз»;
в) две оптические коммутационные коробки;
г) постоянный и переменный аттенюаторы;
д) одномодовые и многомодовые разъемные соединители;
е) оптический разветвитель;
ж) волоконные соединительные и переходные шнуры (ВШ).
4.3 Краткие сведения
Пассивные оптические компоненты включают в себя оптические соединители, розетки, шнуры, распределительные панели, кроссовые шкафы, оптические разветвители, аттенюаторы и т.д., то есть все, что необходимо для обеспечения передачи оптического сигнала по волоконно-оптическому кабелю от передатчика к приемнику. Чтобы обеспечить сохранность хрупкого волокна при многократном совмещении, их оконечные отрезки помещают в керамические, пластмассовые или стальные наконечники. Большинство наконечников имеют цилиндрическую форму с диаметром 2,5 мм. Встречаются конические конструкции диаметром 1,25 мм.
Платформой для установки коннекторов служит розетка. Входящие в нее коннекторы фиксируются таким образом, чтобы оси их наконечников были отцентрированы, параллельны и плотно прижаты. Подобные розетки обычно устанавливают в патч – панели или вставки монтажных коробов.
Лабораторный макет представлен на рисунке 4.1.
4.4 Порядок выполнения работы
4.4.1 Установите в исходное положение органы управления электронного блока «Источник оптического сигнала»:
- ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки токов I0, I1 – в крайнее положение против часовой стрелки;
- кнопочный переключатель «вкл» включения токового ключа I0 – нажать;
- кнопочный переключатель «ручная установка» тока I0 – отжать;
- кнопочный переключатель «вкл» включения токового ключа I1 – нажать;
- кнопочный переключатель «вкл» включения внешнего источника сигнала модулирующего аналогового сигнала – отжать.
- ручку потенциометра «Дисперсионные искажения» - в крайнее положение против часовой стрелки;
- кнопку «вкл» включения генератора шума – отжать;
- ручку потенциометра «Уровень шума» - в крайнее положение против часовой стрелки;
- ручку потенциометра «Амплитуда» - в крайнее положение против часовой стрелки, включить тумблер «сеть». При этом загорается его подсветка.
4.4.2 Измерителем оптической мощности «Алмаз» измерить мощность входного сигнала и принять за исходную.
4.4.3 Соедините оптический выход электронного блока «источник оптического сигнала» с входом оптического разветвителя с помощью одномодового волоконного шнура (желтый цвет защитной оболочки). Выход оптического разветвителя соединить с измерителем оптической мощности «Алмаз». Исследовать принцип работы разветвителя, результаты записать в таблицу 4.1.
4.4.4 Таким же способом проверить затухание на всех оптических интерфейсах для одномодового и многомодового ОВ.Результаты занести в таблицу и провести анализ затухания в одномодовом и мномодовом режиме.
Таблица 4.1
|
Мощность входного сигнала= |
Потери (дБ) при 1300 нм |
|
|
Интерфейсы |
многомодовый |
одномодовый |
|
|
|
|
|
|
|
|
4.4.5 Используя источник излучения, оптические шнуры и интерфейсы собрать модель реальной линии (см. рисунок 4.1). При помощи измерителя оптической мощности измерить выходную мощность. Полученный результат сверить с результатом пункта 1.5.3, полученного путем сложения всех измеренных интерфейсов. Разницу расхождения расчетных и экспериментальных данных объяснить.
4.4.6 Изучение конструкции и принципа работы коммутационной коробки и сплайс пластины.
4.4.6.1 Подключить источник оптического сигнала к коммутационной коробке 1 с помощью (одномодового/многомодового) соединительного шнура.
4.4.6.2 Подключить измеритель оптической мощности «Алмаз» к коммутационной коробке 2 (одномодового/многомодового)соединительного шнура.
4.4.6.3 Результаты соответствия и затухания входов/выходов занести в таблицу 2.
4.4.6.4 По результатам измеренного затухания определить качество сварного соединения на сплайс пластине.
Рисунок 4.1 – Функциональная схема макета
Таблица 4.2
|
Входы 1 коммутационной коробки |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Выходы 2 коммутационной коробки |
Значение мощности излучения, дБ |
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
4.5 Выводы по лабораторной работе
Сделать выводы по результатам работы.
4.6 Контрольные вопросы
4.6.1 Перечислите пассивные оптические компоненты ОСС.
4.6.2 Основные параметры пассивных оптических компонентов.
4.6.3 От каких параметров зависит качество сварных соединений?
4.6.4 Назначение пассивных оптических компонентов волоконно-оптических систем связи.
5 Лабораторная работа. Исследование параметров стыка двух световодов
Цель работы: - исследование зависимости переходного ослабления, вносимого воздушным зазором между торцами многомодовых и одномодовых световодов от величины этого зазора на двух длинах волн λ= 1,33 мкм и λ=0,67 мкм;
- исследование зависимости переходного ослабления, вносимого поперечным смещением торцов многомодовых и одномодовых световодов от величины этого смещения на двух длинах волн λ=1,33 мкм и λ=0,67 мкм.
5.1 Состав лабораторного макета и его функциональная схема
Функциональная схема лабораторного макета приведена на рисунке 5.1. В его состав входят следующие элементы.
5.1.1 Источник оптического излучения 1 на длине волны λ = 0,67 мкм размещенный в специальной оправке и снабженный шнуром питания с разъемом РС4-ТВ для подключения к блоку питания.
5.1.2 Блок питания источника оптического излучения 2 на длине волны λ = 0,67 мкм. На рисунке 5.2 показана лицевая панель блока. Блок предусматривает возможность:
- регулировки тока накачки с помощью потенциометров «грубо», «точно», ручки которых выведены на лицевую панель. Изменение тока накачки позволяет изменять мощность излучения лазерного диода;
- регистрация тока накачки с помощью стрелочного прибора, выведенного на лицевую панель.
5.1.3 Фотодиод 3 для регистрации излучения на длине волны λ = 0,67 мкм размещенный в цилиндрическом корпусе на штативе и снабженный шнуром питания с разъемом РС4-ТВ для подключения к блоку фотоприемника. На корпус фотодиода одевается оправка, к которой крепится коннектор исследуемого световода.
5.1.4 Фотоприемник 4 для регистрации излучения на длине волны λ = 0,67 мкм. На рисунке 5.3 показана лицевая панель блока. Блок предусматривает возможность:
- регулировки напряжения смещения фотодиода с помощью потенциометров «грубо», «точно», ручки которых выведены на лицевую панель;
- регистрация напряжения смещения фотодиода с помощью стрелочного прибора, выведенного на лицевую панель;
- отключения напряжения смещения фотодиода (перевод фотодиода в гальванический режим) с помощью кнопочного переключателя на лицевой панели – для отключения кнопку следует отжать;
- регистрация тока фотодиода, пропорционального оптической мощности на его чувствительной площадке, с помощью стрелочного прибора «оптическая мощность», выведенного на лицевую панель;
- переключения пределов измерения регистрируемой оптической мощности с помощью трехпозиционного кнопочного переключателя на лицевой панели;
- переключения фотоприемника в режим калибровки с помощью кнопочного переключателя на лицевой панели – в режиме калибровки кнопку следует отжать;
- установки нулевых показаний стрелочного прибора «оптическая мощность» с помощью потенциометра «установка нуля», ручка которого выведена на лицевую панель.
5.1.5 Два одномодовых световода 5.1 и 5.2 (желтый цвет защитной оболочки) с коннекторами типа FC.
5.1.6 Два многомодовых световода 6.1 и 6.2 (оранжевый цвет защитной оболочки) с коннекторами типа FC.
5.1.7 Юстировочное устройство 7, обеспечивающее ввод оптического излучения от источника на длине волны λ = 0,67 мкм в исследуемый световод. Оно состоит из двух узлов – 7.1 и 7.2 (см. рисунок 5.4).
В узле 7.1. крепится оправка с источником. С помощью микрометрических винтов 7.1.1. и 7.1.2 осуществляется угловое перемещение оправки с источником в горизонтальной и вертикальной плоскости относительно торца исследуемого световода. Все исследуемые световоды снабжены коннекторами типа FC, которые с помощью специальных оправок крепятся в соответствующих юстировочных устройствах.
В узле 7.2. крепится оправка для фиксации коннектора исследуемого световода. Крепление оправки к узлу осуществляется с помощью винта «а» (см. рисунок 5.4). Для фиксации одномодовых и многомодовых коннекторов световодов используется одна и та же оправка. С помощью микрометрических винтов 7.2.1, 7.2.2 и 7.2.3 осуществляется линейное перемещение по трем взаимноперпендикулярным направлениям (соответственно, вертикальное, горизонтальное поперечное и горизонтальное продольное) этой оправки, а, следовательно, и торца исследуемого световода относительно источника.
5.1.8 Юстировочное устройство 8, обеспечивающее центровку торцов исследуемых световодов (одномодовых 5.1 и 5.2 или многомодовых 6.1 и 6.2). При этом излучение из торца световода с индексом 1 должно частично или полностью попадать в световод с индексом 2. Конструкция юстировочного устройства 8 подобна рассмотренной в пункте 7. Оно состоит из двух узлов – 8.1 и 8.2 (см. рисунок 5.5).
В узлах 8.1 и 8.2 крепятся оправки для фиксации коннекторов исследуемых световодов с индексами 1 и 2. Для фиксации одномодовых и многомодовых коннекторов световодов используется одна и та же оправка.
С помощью микрометрических винтов 8.1.1. и 8.1.2 осуществляется угловое перемещение коннектора, а, следовательно, и одного из торцов исследуемых световодов относительно другого (аналогично устройству 7). Крепление оправки с коннектором к узлу осуществляется с помощью винта «в» (см. рисунок 5.5).
С помощью микрометрических винтов 8.2.1, 8.2.2 и 8.2.3 осуществляется линейное перемещение по трем взаимноперпендикулярным направлениям (соответственно, вертикальное, горизонтальное поперечное и горизонтальное продольное) оправки с коннектором, а, следовательно, и одного из торцов исследуемых световодов относительно другого. Крепление оправки с коннектором к узлу осуществляется с помощью винта «а» (см. рисунок 5.5) (аналогично устройству 7).
Отличие юстировочного устойства 8 от устройства 7 состоит в том, что линейное перемещение в горизонтальном поперечном направлении может осуществляться как с помощью микрометрического винта 8.2.2 (аналогично устройству 7), так и с помощью микрометрического винта 8.2.4.
В последнем случае винт 8.2.4 через подпружиненный рычаг соединяется с винтом 8.2.3. Полный оборот винта 8.2.4 соответствует перемещению торца световода с индексом 1 относительно торца световода с индексом 2 на 1 мкм.
5.1.9 Электронный блок «Источник оптического сигнала», обеспечивающий генерацию оптического сигнала в диапазоне длин волн λ=1,33 мкм с помощью встроенного лазерного диода. Электронный блок используется в других лабораторных работах и позволяет осуществлять различные виды модуляции оптического сигнала. В данной лабораторной работе используется только немодулированное непрерывное излучение полупроводникового лазера.
Лицевая панель электронного блока «Источник оптического сигнала» показана на рисунке 5.6.
Подключение его к внешнему световоду осуществляется с помощью оптической розетки типа FC, выведенной на лицевую панель (см. рисунок 5.6).
Как и в блоке питания лазерного диода, изменение оптической мощности производится за счет регулировки тока накачки I0. Ручки потенциометров регулировки «грубо», «точно» выведены на лицевую панель блока (см. рисунок 5.6).
Индикация тока I0 осуществляется с помощью стрелочного прибора, расположенного на лицевой панели (см. рисунок 5.6).
Для включения электронного блока в режим генерации немодулированного оптического излучения должны быть нажаты кнопки «ручная установка» и «вкл I0» на лицевой панели и отжата кнопка «вкл» генератора шума. Положение остальных органов управления электронным блоком – произвольное.
5.1.10 Измеритель оптической мощности «Алмаз 21».
Электронный блок «Источник оптического сигнала» и измеритель оптической мощности «Алмаз 21» не входят в состав данного лабораторного макета.
Функциональная схема макета приведена на рисунке 5.7.
5.2 Порядок выполнения работы
Внимание! Перед каждым использованием в измерениях волоконных вилок необходимо снять защитные колпачки с их торцов. После окончания работы с волоконной вилкой обязательно установить на ее торцы снятые защитные колпачки. Перед каждым использованием в измерениях оптического тестера «Алмаз 21» необходимо отвернуть защитный колпачок с торца его адаптера и немедленно соединить его с коннектором волоконного шнура. После окончания измерения обязательно установить защитный колпачок на прежнее место.
5.3 Предварительная юстировка макета
Внимание! Операции по предварительной юстировке макета, выполняемые при исследовании одномодовых и многомодовых световодов, одинаковы. Поэтому при описании порядка юстировки тип световода не указывается.
5.3.1 Установите органы управления электронного блока «Источник оптического сигнала» в исходное положение:
- ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки токов I0, I1 – в крайнее положение против часовой стрелки;
- кнопочный переключатель «вкл» включения токового ключа I0 – нажать;
- кнопочный переключатель «ручная установка» тока I0 – нажать;
- кнопочный переключатель «вкл» включения токового ключа I1 – отжать;
- кнопочный переключатель «вкл» включения генератора шума –отжать;
- остальные органы управления – в произвольном положении.
При данном положении органов управления электронный блок обеспечивает непрерывное немодулированное оптическое излучение на оптическом выходе. Его мощность регулируется потенциометрами «грубо», «точно» регулировки токов I0.
5.3.2 Включить питание электронного блока «Источник оптического сигнала», нажав тумблер «сеть» на его лицевой панели. При этом загорается подсветка тумблера.
5.3.3 Включить измеритель оптической мощности «Алмаз 21». Установить с помощью его органов управления режим измерения мощности в абсолютных единицах (mVt).
5.3.4 Соединить оптический выход электронного блока «Источник оптического сигнала» с оптическим входом измерителя оптической мощности «Алмаз 21» с помощью волоконной вилки с коннекторами типа FC.
5.3.5 Вращая ручки потенциометров «грубо», «точно» регулировки токов I0, I1 по часовой стрелке и контролируя значение оптической мощности по прибору «Алмаз 21», установить ее значение в пределах (700 – 900) μVt. При этом стрелка измерительного прибора, контролирующего величину тока накачки I0, отклоняется на всю шкалу.
5.3.6 Установите режим работы оптического тестера, соответствующий измерению затухания, нажав необходимое количество раз кнопку mvt, dbm, db. После этого нажмите кнопку «установка нуля» на пульте тестера. При этом уровень оптической мощности поступающий на вход прибора принимается за нулевой. На его дисплее появляется значение 0дБ.
5.3.7 После проведения описанных выше операций положение органов управления электронного блока «Источник оптического сигнала» и измерителя оптической мощности «Алмаз 21» не менять.
5.3.8 Отсоединить коннекторы волоконной вилки от входа измерителя оптической мощности «Алмаз 21» и электронного блока «Источник оптического сигнала».
5.3.9 Установить в юстировочное устройство 7, обеспечивающее центровку торца исследуемого световода относительно источника на длине волны λ = 0,67 мкм оправку с коннектором световода. Здесь и ниже нумерация элементов лабораторного макета соответствует приведенной в разделе «Состав лабораторного макета и его функциональная схема». Выполнить следующие операции.
5.3.9.1 Переместить с помощью микрометрического винта 7.2.3 узел, осуществляющий линейное перемещение, в крайнее правое положение.
5.3.9.2 Отвернуть винт крепления держателя оправки оптического коннектора в узле, осуществляющем линейное перемещение, и извлечь ее (винт «а» см. рисунок 5.4).
5.3.9.3 Продеть световод через сквозные отверстия в подвижных частях узла и закрепить коннектор световода в оправке.
5.3.9.4 Закрепить оправку на узле с помощью винта (винт «а» см. на рисунке 5.4).
5.3.10 Второй коннектор световода соединить с оправкой на корпусе фотодиода 3.
5.3.11 Включить питание фотоприемника 4, нажав тумблер «сеть» на его лицевой панели. При этом загорается подсветка тумблера. Установить его режим работы. Для этого выполнить следующие операции.
5.3.11.1Установить кнопочный переключатель выбора пределов измерения оптической мощности в относительных единицах в положение Х100.
5.3.11.2 Нажать кнопочный переключатель включения напряжения смещения фотодиода на его лицевой панели и установить ручками потенциометров «грубо», «точно» его значение 7 V по стрелочному прибору.
5.3.11.3 Отжать кнопочный переключатель «вкл» калибровки на лицевой панели фотоприемника.
5.3.11.4 Ручкой потенциометра «установка нуля» установить нулевые показания стрелочного прибора измеряющего оптическую мощность в относительных единицах.
5.3.11.5 Нажать кнопочный переключатель калибровки на лицевой панели фотоприемника.
5.3.12 Вращая микрометрические винты 7.1.1, 7.1.2, обеспечивающие угловое перемещение источника и 7.2.1, 7.2.2, обеспечивающие поперечное перемещение торца световода, добиться максимальных показаний стрелечного прибора «оптическая мощность» на лицевой панели фотоприемника. После этого положение микрометрических винтов не менять.
5.3.13 Отвернуть винт крепления держателя оправки оптического коннектора в узле, осуществляющем линейное перемещение, и извлечь ее (винт «а» см. на рисунок 5.4).
5.3.14 Отсоединить коннектор световода от оправки.
5.3.15 Установить в юстировочное устройство 8, обеспечивающее центровку торцов исследуемых световодов оправки с их коннекторами. Выполнить следующие операции.
5.3.15.1 Переместить с помощью микрометрического винта 8.2.3 (см. рисунок 5.5) узел, осуществляющий линейное перемещение, в крайнее правое положение.
5.3.15.2 Отвернуть винт крепления держателя оправки оптического коннектора в узле, осуществляющем линейное перемещение, и извлечь ее (винт «а» см. на рисунок 5.5).
5.3.15.3 Продеть световод через сквозные отверстия в подвижных частях узла и закрепить коннектор световода в оправке.
5.3.15.4 Закрепить оправку на узле с помощью винта (винт «а» на рисунок 5.5).
5.3.15.5 Отвернуть винт крепления держателя оправки оптического коннектора в узле, осуществляющем угловое перемещение, и извлечь ее (винт «в» на рисунок 5.5).
5.3.15.6 Продеть световод через сквозные отверстия в подвижных частях узла и закрепить коннектор световода в оправке.
5.3.15.7 Закрепить оправку на узле с помощью винта (винт «в» на рисунок 5.5).
5.3.16 С помощью микрометрического винта, осуществляющего продольное перемещение узла установить расстояние между торцами исследуемых световодов (2 – 3)мм.
5.3.17 С помощью микрометрических винтов, осуществляющих поперечное (вертикальное и горизонтальное) и угловое перемещение торцов световодов (8.1.1, 8.1.2, 8.2.1, 8.2.2 на рисунок 5.5) добиться максимальных показаний измерителя оптической мощности «Алмаз 21». На дисплее измерителя отображается значение переходного ослабления, вносимого воздушным зазором между торцами световодов. Его значение после выполнения первой юстировки должно лежать в пределах (-50 - -60)дБ. При определении величины переходного ослабления следует учитывать инерционность измерителя оптической мощности «Алмаз 21». Истинное значение ослабления высвечивается на экране его дисплея после 5 – 7 секунд с момента окончания регулировки положения торцов с помощью одного из микрометрических винтов.
5.3.18 С помощью микрометрического винта 8.2.3 уменьшить величину воздущного зазора между торцами световодов. При этом, поскольку торцы не сосны, значение переходного ослабления, отображаемого на дисплее прибора «Алмаз 21», будет уменьшаться. Уменьшение зазора следует прекратить при величине переходного ослабления менее 60дБ.
5.3.19 Скорректировать положение торцов световодов, вращая микрометрические винты осуществляющие поперечное (вертикальное и горизонтальное) и угловое перемещение торцов световодов (8.1.1, 8.1.2, 8.2.1, 8.2.2 на рисунок 5.5), вновь добившись максимальных показаний измерителя оптической мощности «Алмаз 21».
5.3.20 Повторять действия, описанные в пунктах 18, 19 до тех пор, пока значение переходного ослабления не возрастет до значения 2 дБ. Следует иметь ввиду, что при сближении торцов световодов, влияние смещения торцов на величину переходного ослабления становиться все более и более существенным. Получить значение переходного ослабления в районе 2дБ можно только при аккуратной и плавной юстировке методом последовательных приближений.
5.3.21 При достижении величины переходного ослабления в районе 1,5 – 2,5 дБ, торцы световодов можно считать расположенными соосно и юстировку макета – законченной. После этого можно приступать к измерениям.
5.4 Измерение зависимости переходного ослабления от величины смещения торцов световодов в продольном и поперечном направлениях на длине волны λ=1,33 мкм.
Измерения проводятся для двух типов световодов – многомодового и одномодового. Все операции однотипны, поэтому тип световода при описании методики измерений не указывается. Первым исследуется многомодовый световод.
5.4.1 Провести предварительную юстировку макета.
5.4.2 Провести измерение зависимости переходного ослабления от величины симещения торцов световодов в продольном направлении на длине волны λ=1,33 мкм. Для этого выполнить следующие операции.
5.4.2.1 Отметить значение отсчета продольного расстояния между торцами световодов по шкале микрометрического винта 8.2.3 (L0). Занести его в таблицу 5.1. В дальнейшем это значение принимается за нулевой отчет продольного расстояния между торцами.
5.4.2.2 Отметить значение переходного ослабления W0 по дисплею измерителя оптической мощности «Алмаз 21». Занести его в таблицу 1. В дальнейшем это значение принимается за нулевой отчет переходного ослабления.
5.4.2.3 Увеличить расстояние между торцами световодов в продольном направлении с помощью микрометрического винта 8.2.3 на величину шага S, указанного преподавателем. Занести значение отсчета продольного расстояния L между торцами световодов, определяемое по шкале микрометрического винта 8.2.3, в таблицу 5.1.
5.4.2.4 Отметить величину переходного ослабления W, вносимого воздушным зазором между торцами световодов и занести это значение в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 – Зависимость переходного ослабления от продольного смещения торцов световодов при длине волны λ=1,33 мкм
|
||||||||||||||||||||
|
5.4.2.5 Повторить измерения, предусмотренные пунктами 2.3 и 2.4, увеличивая расстояние между торцами световодов в продольном направлении с помощью микрометрического винта 8.2.3 на величину шага S до тех пор, пока величина переходного ослабления W не уменьшится по сравнению с W0 на 10 дБ.
5.4.2.6 Вычислить приращения расстояния между торцами световодов ∆z и переходного ослабления ∆W относительно нулевых отсчетов: ∆z = L - L0 ; ∆W = W - W0. Занести вычисленные значения ∆z и ∆W в таблицу 5.1.
5.4.2.7 Пострить зависимость ∆W (∆z).
5.4.3 Провести измерение зависимости переходного ослабления от величины поперечного смещения торцов световодов. Для этого выполнить следующие операции.
5.4.3.1 Провести предварительную юстировку макета.
5.4.3.2 Отметить значение отсчета поперечного смещения торцов световодов по шкале микрометрического винта 8.2.2 (L0). Занести его в таблицу 5.2. В дальнейшем это значение принимается за нулевой отчет поперечного смещения торцов.
5.4.3.3 Отметить значение переходного ослабления W0 по дисплею измерителя оптической мощности «Алмаз 21». Занести его в таблицу 5.2. В дальнейшем это значение принимается за нулевой отчет переходного ослабления.
5.4.3.4 Увеличить поперечное смещение торцов световодов с помощью микрометрического винта 8.2.2 на величину шага S, указанного преподавателем. Занести значение поперечного смещения торцов световодов L, определяемое по шкале микрометрического винта 8.2.2, в таблицу 5.2.
5.4.3.5 Отметить величину переходного ослабления W, вносимого поперечным смещением торцов световодов и занести это значение в таблицу 5.2.
Таблица 5.2 – Зависимость переходного ослабления от поперечного смещения торцов световодов при длине волны λ=1,33 мкм
|
||||||||||||||||||||
|
5.4.3.6 Повторить измерения, предусмотренные пунктами 3.4 и 3.5, увеличивая поперечное смещение торцов световодов с помощью микрометрического винта 8.2.2 на величину шага S до тех пор, пока величина переходного ослабления W не уменьшится по сравнению с W0 на 10 дБ.
5.4.3.7 Вычислить приращения поперечного смещения торцов световодов ∆х и переходного ослабления ∆W относительно нулевых отсчетов: ∆х = L - L0 ; ∆W = W - W0. Занести вычисленные значения ∆х и ∆W в таблицу 5.1.
5.4.3.8 Пострить зависимость ∆W (∆х).
5.4.4 Повторить все измерения, начиная с пункта 1, для одномодового световода.
5.5 Измерение зависимости переходного ослабления от величины симещения торцов световодов в продольном и поперечном направлениях на длине волны λ=0,67 мкм.
5.5.1 Провести предварительную юстировку макета.
5.5.2 Отсоединить коннектор световода от оптического входа измерителя оптической мощности «Алмаз 21». Соединить этот коннектор с оправкой на корпусе фотодиода 3.
5.5.3 Отсоединить коннектор от оптического выхода электронного блока «Источник оптического сигнала». Установить его в юстировочное устройство 7, обеспечивающее центровку торца исследуемого световода относительно источника на длине волны λ = 0,67 мкм. При выполнении предварительной юстировки была проведена настройка узла ввода излучения на длине волны λ = 0,67 мкм в исследуемый световод. Следует выполнить следующие операции.
5.5.3.1 Продеть световод через сквозные отверстия в подвижных частях узла, обеспечивающего линейное перемещение коннектора, и закрепить коннектор световода в оправке. Оправка для крепления коннектора осталась незакрепленной на узле после предварительной юстировки.
5.5.3.2 Закрепить оправку на узле с помощью винта (винт «а» на рисунке 5.4).
5.5.4 Провести измерение зависимости переходного ослабления от величины симещения торцов световодов в продольном направлении на длине волны λ=0,67 мкм. Для этого выполнить следующие операции.
5.5.4.1 Используя все микрометрические винты юстировочного узла 7, произвести коррекцию положения торца исследуемого световода относительно источника оптического излучения. Для этого методом последовательных приближений вращая микрометрические винты, добиться максимальных показаний стрелочного прибора «оптическая мощность» на лицевой панели блока «фотоприемник». Блок «фотоприемник» подготовлен к измерениям в ходе выполнения предварительной юстировки.
5.5.4.2 Отметить значение отсчета продольного расстояния между торцами световодов по шкале микрометрического винта 8.2.3 (L0). Занести его в таблицу 5.3. В дальнейшем это значение принимается за нулевой отчет продольного расстояния между торцами.
5.5.4.3 Отметить значение Р0 оптической мощности в относительных единицах по шкале стрелочного прибора на лицевой панели блока «фотоприемник». Занести его в таблицу 5.3. В дальнейшем это значение принимается за нулевой отчет оптической мощности.
5.5.4.4 Увеличить расстояние между торцами световодов в продольном направлении с помощью микрометрического винта 8.2.3 на величину шага S, указанного преподавателем. Занести значение отсчета продольного расстояния L между торцами световодов, определяемое по шкале микрометрического винта 8.2.3, в таблицу 5.3.
5.5.4.5 Отметить величину оптической мощности в относительных единицах Р по шкале стрелочного прибора на лицевой панели блока «фотоприемник» и занести это значение в таблицу 5.3.
Таблица 5.3 – Зависимость переходного ослабления от продольного смещения торцов световодов при длине волны λ=0,67 мкм
|
||||||||||||||||||||
|
5.5.4.6 Повторить измерения, предусмотренные пунктами 2.3 и 2.4, увеличивая расстояние между торцами световодов в продольном направлении с помощью микрометрического винта 8.2.3 на величину шага S до тех пор, пока величина оптической мощности не станет меньше предела чувствительности фотоприемника. В процессе измерений необходимо производить переключение пределов чувствительности фотоприемника. После каждого переключения пределов необходимо произвести его калибровку. Для этого:
- отжать кнопочный переключатель «вкл» калибровки на лицевой панели фотоприемника.
- ручкой потенциометра «установка нуля» установить нулевые показания стрелочного прибора измеряющего оптическую мощность в относительных единицах.
- нажать кнопочный переключатель калибровки на лицевой панели фотоприемника. После этого следует продолжать измерения на новом пределе.
5.5.4.7 Вычислить приращения расстояния между торцами световодов ∆z и переходного ослабления ∆W относительно нулевых отсчетов: ∆z = L - L0 ; ∆W = 10lg(Р /Р0). Занести вычисленные значения ∆z и ∆W в таблицу 5.1.
5.5.4.8 Пострить зависимость ∆W (∆z).
5.5.5 Провести измерение зависимости переходного ослабления от величины поперечного смещения торцов световодов. Для этого выполнить следующие операции.
5.5.5.1 Уменьшить расстояние между торцами световодов до расстояния, порядка L0. При изменении расстояния между торцами световодов контролировать величину оптической мощности по стрелочному прибору на лицевой панели блока «фотоприемник». При необходимости проводить коррекцию положения торцов световодов с помощью микрометрических винтов юстировочного узла, осуществляющих поперечное и угловое их смещения. После достижения приемлемого значения величины L0 обязательно провести коррекцию положения торцов световодов с помощью всех микрометрических винтов, обеспечив при этом максимальные показания измерительного прибора «оптическая мощность» на лицевой панели блока «фотоприемник».
5.5.5.2 Отметить значение отсчета поперечного смещения торцов световодов по шкале микрометрического винта 8.2.2 (L0). Занести его в таблицу 5.4. В дальнейшем это значение принимается за нулевой отчет поперечного смещения торцов.
5.5.5.3 Отметить значение Р0 оптической мощности в относительных единицах по шкале стрелочного прибора на лицевой панели блока «фотоприемник». Занести его в таблицу 5.4. В дальнейшем это значение принимается за нулевой отчет оптической мощности.
5.5.5.4 Увеличить поперечное смещение торцов световодов с помощью микрометрического винта 8.2.2 на величину шага S, указанного преподавателем. Занести значение поперечного смещения торцов световодов L, определяемое по шкале микрометрического винта 8.2.2, в таблицу 5.4.
5.5.5.5 Отметить величину оптической мощности в относительных единицах Р по шкале стрелочного прибора на лицевой панели блока «фотоприемник» и занести это значение в таблицу 5.4.
Таблица 5.4 – Зависимость переходного ослабления от поперечного смещения торцов световодов при длине волны λ=0,67 мкм
|
||||||||||||||||||||
|
5.5.5.6 Повторить измерения, предусмотренные пунктами 3.4 и 3.5, увеличивая поперечное смещение торцов световодов с помощью микрометрического винта на величину шага S до тех пор, пока величина оптической мощности не станет меньше предела чувствительности фотоприемника. В процессе измерений необходимо производить переключение пределов чувствительности фотоприемника. После каждого переключения пределов необходимо произвести его калибровку. Для этого:
- отжать кнопочный переключатель «вкл» калибровки на лицевой панели фотоприемника.
- ручкой потенциометра «установка нуля» установить нулевые показания стрелочного прибора измеряющего оптическую мощность в относительных единицах.
- нажать кнопочный переключатель калибровки на лицевой панели фотоприемника. После этого следует продолжать измерения на новом пределе.
5.5.5.7 Вычислить приращения расстояния между торцами световодов ∆х и переходного ослабления ∆W относительно нулевых отсчетов: ∆х = L - L0 ; ∆W = 10lg(Р /Р0). Занести вычисленные значения ∆z и ∆W в таблицу 5.1.
5.5.5.8 Пострить зависимость ∆W (∆х).
5.5.5.9 Сравнить все построенные графики и сделать выводы.
5.6 Контрольные вопросы
1 Что называется затуханием?
2 Из каких составляющих состоит полное затухание волоконно – оптической линии связи?
3 Как оцениваются потери, возникающие при стыковке световодов?
4 Как с помощью измерителя оптической мощности измерить затухание одномодового и многомодового кабеля?
5 Какими паспортными параметрами характеризуются волоконные световоды?
6 Какими причинами обусловлено затухание оптического волокна?
7 В каких спектральных окнах прозрачности возможна работа световода? Какие окна прозрачности представлены в данной работе?
Список литературы
1. Гроднев И.И., Верник С.М. Линии связи. -М.: Радио и связь, 1988.– 544 с.
2. Бутусов М.М., Верник С.М. и др. Волоконно-оптические системы передачи. -М.: Радио и связь, 1992. – 416 с.: ил.
3. Бутусов М.М. Волоконная оптика и приборостроение -
М.: Машиностроение, 1987.
4. Кимельбеков Б.Ж., Мышкин В.Р., Хан В.А. Волоконно-оптические кабели /Под ред. доктора физико-математических наук И.А.Тихомирова - М.: 1999. –341с.
5. Воронцов А.С., Фролов П.А. Импульсные измерения коаксиальных кабелей связи. - М.: Радио и связь, 1985, - 96 с.
6. Яловицкий М.П. Электрические измерения на линиях связи. - М.: Радио и связь, 1984, - 144 с.
7. Ионов А.Д., Попов Б.В. Линии связи. - М.: Радио и связь, 1990, -168с.
8. Краткое описание импульсного прибора Р5-10.
Сводный план 2010г., поз 185