Исследование амплитудно-частотной характеристики воит
В результате эксперимента было получено 100 осциллограмм выходного сигнала в диапазоне частот от 50 Гц до 1,5 МГц. В системе MATLAB разработана программа для обработки полученных данных и построения графиков амплитудно-частотной характеристик волоконно-оптического измерительного тракта (Приложение A).
Таким образом, после обработки полученных данных была построена амплитудно-частотная характеристика волоконно-оптического измерительного тракта в относительных единицах (Рис. 3 .52) и в децибелах (Рис. 3 .53), а также выделены их средине значения.
Рис. 3.52График зависимости амплитуды передаваемого сигнала от частоты в отнносительных единицах
Рис. 3.53 График зависимости амплитуды передаваемого сигнала от частоты в децибелах
Из графиков были получены максимальное и среднее отклонение амплитуды принятого сигнала (Таблица 3 .8).
Таблица 3.8
Максимальное и среднее отклонение амплитуды принятого сигнала
Параметр |
Максимальное отклонение |
Среднее отклонение |
||
dB |
% |
dB |
% |
|
Значение |
-0,4 |
8,8 |
-0,15 |
3,4 |
Исследование фазо-частотной характеристики воит
В результате эксперимента описанного в пункте 3.3 были получены пары синхронизированных осциллограмм исходного и выходного сигнала в диапазоне частот от 50 Гц до 1,5 МГц. Для обработки полученных в результате эксперимента данных в системе MATLAB разработана программа (Приложение B ), работающая по алгоритму, представленному на рисунке 3.10.
Рис. 3.54 Блок схема программы для исследования фазо-частотной характеристики ВОИТ
В результате обработки полученных данных был построен график зависимости запаздывания выходного сигнала от частоты в процентах от длительности периода (Рис. 3 .55), а так же его среднее значение в диапазоне.
Рис. 3.55 График зависимости запаздывания выходного сигнала от частоты
Как видно из графика в диапазоне рабочих частот до 1 МГц запаздывание не превышает 8% от периода измеряемой частоты, данное запаздывание было зафиксировано на частоте 1 МГц (Рис. 3 .56).
Рис. 3.56 Осциллограмма исходдного и выходного сигнала на частоте 1 МГц
Запаздывание сигналаобусловлено временем прохождения сигнала по оптоволоконному кабелю и временем, затраченным на преобразование электрического сигнала в оптический сигнал и обратно на лазерном диоде и фотодиоде соответственно для системы с оптическим кабелем длиной 5 м время запаздывания равно 80 нс.
Испытание волоконно-оптического измерительного тракта
План эксперимента
Для проверки работоспособности волоконно-оптического измерительного тракта было принято решение провести с его помощью измерение полного грозового импульса 1,2/50 мкс.
Схема экспериментальной установки представлена на Рис. 4 .57.
Рис. 4.57Принципиальная схема экспериментальной установки для испытания ВОИТ 1 – генератор импульсов, 2 – омический дилитель, 3 – оптоволоконный кабель, 4 – осциллограф.
С генератора импульсного напряжения будет подан сигнал полного грозового импульса 1,2/50 мкс положительной и отрицательной полярности амплитудой 0,7 кВ, проходя через омический делитель с коэффициентом деления 4000:1 сигнал поступает на вход первого канала осциллографа и на вход передатчика послед чего передается по оптоволокну на приемник, с которого происходит передача на вход второго канала осциллографа. В результате эксперимента на осциллографе будут записаны два сигнала: один переданный по коаксиальному кабелю и второй переданный через ВОИТ. Экспериментальная установка представлена на Рис. 4 .58.
Рис. 4.58 Экспериментальная установка для испытания ВОИТ