RU136660U1 - OPTICAL REFLECTOMETER - Google Patents
OPTICAL REFLECTOMETER Download PDFInfo
- Publication number
- RU136660U1 RU136660U1 RU2013133487/07U RU2013133487U RU136660U1 RU 136660 U1 RU136660 U1 RU 136660U1 RU 2013133487/07 U RU2013133487/07 U RU 2013133487/07U RU 2013133487 U RU2013133487 U RU 2013133487U RU 136660 U1 RU136660 U1 RU 136660U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- input
- output
- amplifier
- adaptation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Оптический рефлектометр, содержащий последовательно соединенные приемную оптическую систему, фотоприемное устройство, усилитель и блок регистрации, а также излучатель с передающей оптической системой и блок стробирования, отличающийся тем, что в него введены блок адаптации, блок коррекции и блок масштабирования, выход которого соединен с третьим входом блока регистрации, выход которого соединен со вторым входом блока масштабирования, вход блока адаптации соединен с выходом фотоприемника, первый вход блока коррекции соединен с выходом блока стробирования, второй вход с выходом усилителя, третий вход которого соединен с выходом блока адаптации, выход блока коррекции соединен с четвертым входом блока регистрации, при этом также введен и перестраиваемый фильтр, вход которого соединен с выходом фотоприемника, а выход - со второго входом усилителя и с входом блока адаптации.An optical reflectometer, comprising in series a receiving optical system, a photodetector, an amplifier and a recording unit, as well as an emitter with a transmitting optical system and a gating unit, characterized in that an adaptation unit, a correction unit and a scaling unit are connected to it, the output of which is connected to the third the input of the registration unit, the output of which is connected to the second input of the scaling unit, the input of the adaptation unit is connected to the output of the photodetector, the first input of the correction unit is connected to the output the gating unit, the second input with the amplifier output, the third input of which is connected to the output of the adaptation unit, the output of the correction unit is connected to the fourth input of the registration unit, and a tunable filter is also introduced, the input of which is connected to the output of the photodetector, and the output is from the second input of the amplifier and with the input of the adaptation block.
Description
Полезная модель относиться к волоконно-оптической технике связи, и может быть использована для определения распределения длины биений оптического волокна на участке линии передачи, что позволяет оценить такие характеристики линейного тракта, как длина корреляции, поляризационная модовая дисперсия и т.д.The utility model relates to fiber-optic communication technology, and can be used to determine the distribution of the beat length of an optical fiber in a section of a transmission line, which makes it possible to evaluate such characteristics of a linear path as the correlation length, polarization mode dispersion, etc.
Контроль качества волоконно-оптических линий передачи осуществляется путем измерения в них потерь света. Для этих целей разработана аппаратура, позволяющая находить не только полные потери в линии (оптические тесторы), но и распределение потерь и коэффициентов отражения вдоль линии (оптические рефлектометры).The quality control of fiber-optic transmission lines is carried out by measuring light loss in them. For these purposes, equipment was developed that allows one to find not only the total losses in the line (optical testers), but also the distribution of losses and reflection coefficients along the line (optical reflectometers).
В магистральных линиях стремятся, чтобы регенерационные участки линии получились максимально длинными, что позволяет уменьшить число ретрансляторов и снизить стоимость обслуживания линии. При этом существенно возрастают требования к надежности линии и величине потерь в ней. В этом случае недостаточно измерить полные потери в линии, а необходимо измерить еще потери в строительных длинах оптических кабелей, в сростках волокон и в оптических разъемах. В настоящее время сделать это можно только с помощью волоконно-оптического рефлектометра.In trunk lines, they strive to make the regeneration sections of the line as long as possible, which reduces the number of repeaters and reduces the cost of servicing the line. At the same time, the requirements for the reliability of the line and the value of losses in it increase significantly. In this case, it is not enough to measure the total losses in the line, but it is still necessary to measure the losses in the construction lengths of the optical cables, in fiber splices, and in the optical connectors. Currently, this can only be done using a fiber-optic reflectometer.
Известен волоконно-оптический рефлектометр, содержащий последовательно соединенные приемную оптическую систему, фотоприемное устройство, усилитель и блок регистрации, а также излучатель с передающей оптической системой и блок стробирования. (Бородулин В.И. и др. Волоконно-оптический рефлектометр. - Радиотехника и электроника, 1981, №4, с. 866-869.)A known fiber-optic reflectometer containing a series-connected receiving optical system, a photodetector, an amplifier and a recording unit, as well as an emitter with a transmitting optical system and a gating unit. (Borodulin V.I. et al. Fiber Optic OTDR. - Radio Engineering and Electronics, 1981, No. 4, p. 866-869.)
Недостатком такого устройства является низкая достоверность измерения расстояния. Это обусловлено, во-первых, возможностью насыщения фтоприемного устройства ФПУ мощным оптическим сигналом рассеяния от ближней зоны неидеально прозрачной среды распространения. При этом слабый импульс, отраженный от границы среда-объект (от места обрыва исследуемого волокна) не может быть обнаружен из-за «ослепления» ФПУ, соответственно нельзя достоверно измерить время задержки импульса и рассеяния до объекта. Во-вторых, при стробировании усилителя из экспоненциально спадающего сигнала рассеяния будет формироваться «вырезаться» импульс с крутым фронтом, по которому блок регистрации будет производить ложное измерение.The disadvantage of this device is the low reliability of distance measurement. This is due, firstly, to the possibility of saturating the FPU photodetector with a powerful optical scattering signal from the near zone of an imperfectly transparent propagation medium. In this case, a weak pulse reflected from the medium-object boundary (from the place where the fiber under study is cut off) cannot be detected due to the “blindness" of the FPU, and accordingly, the pulse delay time and scattering time to the object cannot be reliably measured. Secondly, when the amplifier is gated, an impulse with a steep front will be "cut out" from the exponentially decaying scattering signal, along which the recording unit will make a false measurement.
Целью полезной модели является повышение точности измерения расстояния до объекта в широком динамическом диапазоне при наличии помехового сигнала.The purpose of the utility model is to increase the accuracy of measuring the distance to the object in a wide dynamic range in the presence of an interfering signal.
Это достигается тем, что устройство, содержащее последовательно соединенные приемную оптическую систему, фотоприемное устройство, усилитель и блок регистрации, а также излучатель с передающей оптической системой и блок стробирования, введены перестраиваемый фильтр, блок адаптации и блок коррекции, при этом вход блока адаптации подключен к выходу фотодетектора, а выход - к управляющему входу усилителя, первый вход блока коррекции соединен с выходом усилителя, а выход - с регулирующим входом блока регистрации, перестраиваемым фильтром соединен по входу с выходом фотодетектора, а по выходу - с входом блока адаптации, оптический выход излучателя соединен с входом передающей оптической системы, а синхровыход - с входом блока стробирования, выход которого подключен к стробирующему входу усилителя и ко второму входу блока коррекции, выход блока масштабирования соединен со вторым входом блока регистрации, третий вход которого подключен к синхровыходу излучателя.This is achieved by the fact that a device comprising a receiving optical system in series, a photodetector, an amplifier and a recording unit, as well as an emitter with a transmitting optical system and a gating unit, a tunable filter, an adaptation unit and a correction unit are introduced, while the input of the adaptation unit is connected to the photodetector output, and the output to the control input of the amplifier, the first input of the correction unit is connected to the output of the amplifier, and the output to the control input of the registration unit, tunable by a filter with is dined at the input with the output of the photodetector, and at the output with the input of the adaptation unit, the optical output of the emitter is connected to the input of the transmitting optical system, and the sync output is connected to the input of the gating unit, the output of which is connected to the gate input of the amplifier and to the second input of the correction unit, the output of the unit scaling is connected to the second input of the registration unit, the third input of which is connected to the sync output of the emitter.
На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая работу перестраиваемого фильтра, блока адаптации и усилителя; на фиг. 3 АЧХ перестраиваемого фильтра (1 и 2) для соответствующих спектров сигнала рассеяния (3 и 4); на фиг. 4 показана принципиальная схема перестраиваемого фильтра.In FIG. 1 shows a structural diagram of a device; in FIG. 2 is a diagram explaining the operation of a tunable filter, adaptation unit, and amplifier; in FIG. 3 frequency response of the tunable filter (1 and 2) for the corresponding spectra of the scattering signal (3 and 4); in FIG. 4 shows a schematic diagram of a tunable filter.
Устройство содержит приемную оптическую систему 1, фотоприемник 2, усилитель 3, блок регистрации 4, передающую оптическую систему 5, излучатель 6, блок стробирования 7, перестраиваемый фильтр 8, блок адаптации 9, блок коррекции 10, блок масштабирования 11.The device comprises a receiving optical system 1, a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Излучатель 6 формирует оптический импульс и совпадающий во времени с его фронтом синхроимпульс. Оптический импульс через передающую оптическую систему 5 поступает в среду распространения (измеряемый сигнал). Синхроимпульс поступает в блок стробирования 7, где формируется стробимпульс с необходимыми временными характеристиками (задержка, длительность). Отраженный от объекта и среды распространения оптической сигнал посредством приемной оптической системы 1 подается на фотоприемник 2, где он преобразуется в электрический сигнал. Блок регистрации 4, выполненный в виде преобразователя время-амплитуда-код, формирует электрический сигнал (напряжение), амплитуда которого пропорциональна временному интервалу между синхроимпульсом и принятым сигналом, а далее сформированный аналоговый сигнал преобразует в двоичный код. Это позволяет точно изменить интервалы времени в диапазоне единицы-тысячи наносекунд без использования сверхширокополосных цифровых устройств.The
Линейность преобразования, а соответственно, и высокую достоверность измерения расстояния до объекта, блок регистрации 4 обеспечивает на ограниченном времени интервале, для расширения пределов высокочастотного измерения в блоке масштабирования 11 производят грубое измерение расстояния, о дискретных интервалах которого с помощью блока регистрации 4 осуществляют измерение с заданной точностью.The linearity of the conversion, and, accordingly, the high reliability of measuring the distance to the object, the
Перестраиваемый фильтр 8 пропускает на вход усилителя 3 импульс от объекта, подавая электрический сигнал, обусловленный рассеянием излучения от ближней зоны неидеального прозрачной среды распространения. Причем граничная частота перестраиваемого фильтра изменяется по информации об амплитуде и о крутизне спада сигнала рассеяния: чем медленнее снижается уровень сигнала рассеяния (по закону ), тем меньше граничная частота перестраиваемого фильтра (().The
Соответственно меньше потери энергии импульса от объекта, обусловленные подавлением низкочастотной части его спектра. В блоке адаптации 9 из неотфильтрованного электрического сигнала рассеяния формируется управляющее напряжение, компенсирующее медленный неотфильтрованный сигнал рассеяния, за счет чего рабочая точка усилителя 3 не смщается и не обеспечивается передача от объекта с максимальным коэффициентом. На стробирующий вход усилителя 3 с блока стробирования 7 подается строб-импульс и, если он совпадает во времени с импульсом до объекта, то последний после усиления поступает на сигнальный вход блока регистрации 4 и на первый вход блока коррекции 10. Чтобы напряжение переходных процессов при стробировании усилителя 3 и напряжение его шума не накапливались блоком коррекции 10, на его второй вход также подается строб-импульс. Таким образом, по амплитуде импульса от объекта блок коррекции 10 вырабатывает регулирующее напряжение, поступающее на регулирующий вход блока регистрации 4.Accordingly, there is less loss of pulse energy from the object due to the suppression of the low-frequency part of its spectrum. In the adaptation unit 9, a control voltage is generated from the unfiltered electric signal of scattering, which compensates for the slow unfiltered signal of scattering, due to which the operating point of
В результате этого момента прихода импульса от объекта, а значит и расстояние до объекта, измеряется с высокой точностью независимо от амплитуды импульса.As a result of this moment of arrival of the pulse from the object, and hence the distance to the object, it is measured with high accuracy regardless of the amplitude of the pulse.
Из рассмотрения эпюр напряжений, иллюстрирующих работу предлагаемого устройства (см. фиг. 2), видно, что устранение влияния сигнала рассеяния за счет перестраиваемого фильтра 8 и блока адаптации 9 позволяет предотвратить ложные коррекции 10, дает возможность снизить погрешность измерения расстояния , обусловленную фронтом полезного импульса в 5-10 раз. Значение коэффициента к определяется точностью воспроизведения формы фронта импульса блоком коррекции 10.From a consideration of the stress diagrams illustrating the operation of the proposed device (see Fig. 2), it can be seen that the elimination of the influence of the scattering signal due to the
Конкретная реализация предлагаемого устройства следующая.A specific implementation of the proposed device is as follows.
Перестраиваемый фильтр 8 (см. фиг. 4) ослабляет затянутый сигнал рассеяния экспоненциальной формы при незначительном ослаблении короткого импульса, отраженного от объекта. Чтобы минимизировать указанные потери мощности импульса от объекта, граничную часть фильтра перестраивают в соответствии с шириной спектра сигнала рассеяния (см. фиг. 3). При значительной амплитуде импульса рассеяния граничная часть перестраиваемого фильтра также увеличивается, что позволяет улучшить отношение сигнал объекта/сигнал рассеяния.A tunable filter 8 (see FIG. 4) attenuates the extended exponentially scattered signal with a slight attenuation of the short pulse reflected from the object. In order to minimize the indicated pulse power loss from the object, the boundary part of the filter is rearranged in accordance with the spectral width of the scattering signal (see Fig. 3). With a significant amplitude of the scattering pulse, the boundary part of the tunable filter also increases, which makes it possible to improve the ratio of the object signal / scattering signal.
Блок регистрации, состоит из пороговых формирователей, преобразователя время-амплитуда и АЦП. С приходом синхроимпульса «Старт» с излучателя 6 компаратор вырабатывает импульс отрицательной полярности. При этом опрокидывается триггер, разрешения работу генератора, также происходит сброс счетчиков по входу параллельной загрузки. По каждому импульсу генератора разряжается емкость C, затем начинается ее разряд от генератора стабильного тока, (на фиг. не показано). В результате на цифровом выходе измерителя формируется двоичный восемнадцатиразрядный код, младшие десять разрядов которого являются результатом точного отсчета, старшие 8 - результатом грубого отсчета.The registration unit consists of threshold formers, a time-amplitude converter, and an ADC. With the arrival of the "Start" clock from the
Таким образом, при периоде переключения блока масштабирования при грубом отсчете расстояние измеряется с точностью ΔR1=100 м в пределах R1=Ro - 25600 м, где V - скорость распространения излучения; Ro, - «мертвая зона».Thus, during the switching period of the scaling unit with a rough reading, the distance is measured with an accuracy of ΔR 1 = 100 m within the range of R 1 = R o - 25600 m, where V is the speed of radiation propagation; R o - "dead zone".
С началом каждого периода переключения блока масштабирования через элемент генератора запускается блок регистрации, и измеритель времени интервалов измеряет расстояние с точностью в пределах R=R1+100 м, что позволяет получить высокую точность измерения в широком диапазоне измерения расстояния до объекта.With the beginning of each switching period of the scaling unit, a registration unit is launched through the generator element, and the interval time meter measures the distance within R = R 1 +100 m, which allows to obtain high measurement accuracy in a wide range of measuring the distance to the object.
Излучатель 6 собран на транзисторе VT1 генерирует импульсы питания для лавинного диода (S-дида) VД1. Лавинный диод VД1 формирует токовые импульсы длительностью 10-100 не для накачки полупроводникового лазера VД2. В момент пробоя лавинного диода с помощью дифференцирующей цепи получается синхроимпульс, запускающий формирователь строба 7. Стробирующий импульс поступает на второй (управляющий) вход блока коррекции 10, разрешая прохождение полезного сигнала на выход пикового детектора, выходное напряжение которого подается на регулирующий вход блока регистрации 4. В результате этого пороговый уровень компаратора изменяется пропорционально амплитуде полезного сигнала.The
Фотоприемник 3 собран на основе лавинного фотодиода ЛФД-6 и предварительного видеусилителя на транзисторах.The
Блок адаптации 9 выполнен на основе двух эмиттерных повторителей типа VТ8. Напряжение адаптации, подаваемое на управляющий вход усилителя 3 (эмиттер транзистора), окончательно устраняет сигнал рассеяния (см. фиг. 2, д).The adaptation unit 9 is based on two emitter repeaters of type VT8. The adaptation voltage supplied to the control input of the amplifier 3 (emitter of the transistor) finally eliminates the scattering signal (see Fig. 2, e).
В качестве приемной 1 и передающей 5 оптических систем могут применяться серийные двухлинзовые объективы типа ОЛП-М (для лазерных дальномеров) или волоконно-оптический разветвитель с оптическими разъемами на выходных плечах.Serial OLP-M type lenses (for laser range finders) or a fiber optic splitter with optical connectors on the output arms can be used as the receiving 1 and transmitting 5 optical systems.
Блок коррекции 7 состоит из эмиттерного повторителя VT10, пикового детектора VД2, C3 и истокового повторителя VТ1. Выходное напряжение блока коррекции 10, пропорциональное амплитуде полезного сигнала, поступает на регулирующий вход блока регистрации 4.Correction block 7 consists of an emitter follower VT10, a peak detector VD2, C3 and a source follower VT1. The output voltage of the correction unit 10, proportional to the amplitude of the useful signal, is fed to the regulatory input of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013133487/07U RU136660U1 (en) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | OPTICAL REFLECTOMETER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013133487/07U RU136660U1 (en) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | OPTICAL REFLECTOMETER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU136660U1 true RU136660U1 (en) | 2014-01-10 |
Family
ID=49885907
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013133487/07U RU136660U1 (en) | 2013-07-18 | 2013-07-18 | OPTICAL REFLECTOMETER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU136660U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU170925U1 (en) * | 2016-09-06 | 2017-05-15 | Общество с ограниченной ответственностью "ТСТ Инжиниринг" | EXTENDED DISTRIBUTED FIBER OPTICAL SENSOR |
WO2018048326A1 (en) * | 2016-09-06 | 2018-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью "ТСТ Инжиниринг" | Long-gauge distributed fibre optic sensor |
RU2720643C1 (en) * | 2019-08-31 | 2020-05-12 | Общество с ограниченной ответственностью "ПашинТехнолоджи" (ООО "ПашинТехнолоджи") | Method of determining reflection coefficient in detachable connection of optical fibers |
-
2013
- 2013-07-18 RU RU2013133487/07U patent/RU136660U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU170925U1 (en) * | 2016-09-06 | 2017-05-15 | Общество с ограниченной ответственностью "ТСТ Инжиниринг" | EXTENDED DISTRIBUTED FIBER OPTICAL SENSOR |
WO2018048326A1 (en) * | 2016-09-06 | 2018-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью "ТСТ Инжиниринг" | Long-gauge distributed fibre optic sensor |
RU2720643C1 (en) * | 2019-08-31 | 2020-05-12 | Общество с ограниченной ответственностью "ПашинТехнолоджи" (ООО "ПашинТехнолоджи") | Method of determining reflection coefficient in detachable connection of optical fibers |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101764646B (en) | Wavelength-encoding optical time domain reflection test device and measurement method thereof | |
US8502964B2 (en) | Chaotic optical time domain reflectometer method and apparatus | |
US10564068B2 (en) | Edge propagating optical time domain reflectometer and method of using the same | |
CN103791937B (en) | The apparatus and method of data acquisition in a kind of distributed optical fiber sensing system | |
CN104019836A (en) | Brillouin optical-time-domain analyzer based on coherence dual-pulse pair sequence technology and method for restraining common-mode noise by utilizing same | |
RU136660U1 (en) | OPTICAL REFLECTOMETER | |
CN107356914B (en) | Calibration system for satellite-borne laser radar detector | |
CN112526536A (en) | Single photon ranging system and method based on pulse train technology | |
CN1300956C (en) | Light module of light time domain reflector, light time domain reflector and fibre-optical testing method | |
CN102889977A (en) | Fiber measurement device | |
CN109347544B (en) | Optical fiber time domain reflectometer based on ultra-low noise near-infrared single photon detection system | |
CN212254401U (en) | Equivalent sampling optical fiber distributed temperature measuring device | |
CN110702239B (en) | Infinite scattering single photon detection optical time domain reflection measurement method | |
CN108540216B (en) | High-precision chaotic optical time domain reflectometer | |
CN107515389B (en) | High-precision calibration system for satellite-borne laser radar detector | |
RU2653558C1 (en) | Optical device for determining distance to object | |
US6912046B2 (en) | Instrument measuring chromatic dispersion in optical fibers | |
RU2357220C2 (en) | Optical reflectometre | |
CN212433402U (en) | Laser echo distance measuring device | |
CN102589587A (en) | Improved short-term cross-correlation positioning method for chaos fiber fence system | |
Brendel | High-resolution photon-counting OTDR for PON testing and monitoring | |
RU2058525C1 (en) | Laser distance meter | |
CN203758531U (en) | Data acquisition device in distributed fiber sensing system | |
JPS58165031A (en) | Method and device for measuring light transmission characteristic of optical fiber | |
WO2002016901A2 (en) | Instrument measuring chromatic dispersion in optical fibers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140215 |