ऑप्टिकल परावर्तक को विकसित करते समय गतिशील रेंज में वृद्धि

सीमित डायनामिक रेंज लगभग किसी भी तकनीक की एक संपत्ति है जिसका हम जीवन में सामना करते हैं। उदाहरण के लिए, जब हेडफ़ोन खरीदते हैं, तो हम इस अवधारणा पर आते हैं। फोटोग्राफी के साथ फिल्म और डिजिटल दोनों के साथ काम करते समय आपको इस पैरामीटर को भी ध्यान में रखना होगा।

और ऑप्टिकल रिफ्लेमेट्री में एक ही अवधारणा है। इस क्षेत्र में, डायनेमिक केबल कितनी देर तक ऑप्टिकल केबल ओटीडीआर का विश्लेषण कर सकता है, इसके बराबर है। पीओएन नेटवर्क में प्रकाशिकी के विश्लेषण में, यह भी एक बड़ी भूमिका निभाता है, क्योंकि उच्च विभाजन गुणांक वाले स्प्लिटर्स एक बड़े क्षीणन का उत्पादन करते हैं और स्प्लिटर के पीछे केबल को "देखने" के लिए एक उपयुक्त गतिशील रेंज की आवश्यकता होती है।

मैं (अकेले नहीं, बेशक, लेकिन समूह में) एक ऑप्टिकल रिफ्लेक्टोमीटर विकसित करने का अवसर था और मैं इस विषय पर अपना ज्ञान साझा करना चाहता हूं। अर्थात्, गतिशील रेंज को बढ़ाने के लिए एक दृष्टिकोण।

के साथ शुरू करने के लिए, 35/37 डीबी (क्रमशः 1550 और 1310 एनएम) की एक गतिशील रेंज के साथ एक परावर्तक, अब असामान्य नहीं है। OTDR स्क्रीन पर सूत्र 5 * log10 (P / Po) सूत्र द्वारा परिकलित विद्युत शक्ति को प्रदर्शित करता है। तदनुसार, ओटीडीआर (एम्पलीफायर पथ) का प्राप्त हिस्सा लगभग 1 mW से (ध्यान!) 0.1 nW (10 ^ -10 W) तक पावर रेंज में संचालित होता है। परिमाण के सात आदेश, 10e6! वैसे, अब 42 डीबी की रेंज वाले ओटीडीआर का उत्पादन किया जा रहा है। ऐसी विशेषताओं को कैसे प्राप्त करें?

हम शोर से नैनो सिग्नल को "बाहर निकालने" के मुद्दे पर विचार नहीं करेंगे (नैनो-वाट एक बहुत छोटा मान है, जो सर्किट में शोर के साथ तुलनीय है), क्योंकि यह एक अलग चर्चा का विषय है। और हम मान लेंगे कि हमारे परावर्तक में लेजर काफी शक्तिशाली है, क्योंकि ऐसा है।

अब आइए एक विशिष्ट क्षेत्र (एक उच्च गतिशील रेंज के साथ एनालॉग एम्पलीफायरों को विकसित करने के लिए सभी को नहीं) से और अधिक समझने योग्य और स्पष्ट चीजों पर आगे बढ़ें। चलो फोटोग्राफी के साथ एक सादृश्य आकर्षित करते हैं।

फोटोग्राफी में भी ऐसी ही समस्या है। हल्के सफेद से गहरे काले रंग की वास्तविक दुनिया की चमक की विशाल रेंज को किसी भी माध्यम से प्रेषित नहीं किया जा सकता है: न तो फिल्म, न ही एक डिजिटल मैट्रिक्स। लेकिन मैं एक तस्वीर को यथासंभव वास्तविकता के करीब देखना चाहता हूं। इसलिए, वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए, एक जोखिम कांटा बनाया जाता है - फ्रेम की एक श्रृंखला को हटा दिया जाता है, जिनमें से प्रत्येक वास्तविक गतिशील सीमा का केवल "कवर" करता है। परिणामी छवियां एक अंतिम छवि में संयुक्त होती हैं और इसके परिणामस्वरूप हमारे पास उच्च गतिशील रेंज के साथ एक छवि होती है।

इस विषय पर बहुत सारे लेख हैं, उदाहरण के लिए: विकिपीडिया पर देखें । चित्रों के साथ।

वर्णित दृष्टिकोण का उपयोग परावर्तक में भी किया जाता है। माप प्रक्रिया के दौरान जिस ओटीडीआर को जोड़ा जाता है वह ऑप्टिकल केबल जल्दी से अपनी विशेषताओं को नहीं बदलता है। इससे OTDR कई माप लेने की अनुमति देता है, स्क्रीन पर चित्र दिखाई देने से पहले केबल का "अध्ययन" करें।

सबसे पहले, एम्पलीफायर चैनल पर न्यूनतम लाभ के साथ माप की एक श्रृंखला की जाती है। यह एम्पलीफायर उच्च शक्ति के साथ एक सिग्नल "वर्क आउट" करता है। एक कमजोर सिग्नल इस एम्पलीफायर की सीमा में नहीं आता है।



फिर एक बड़े गुणांक के साथ एम्पलीफायर चैनल पर माप की एक श्रृंखला बनाई जाती है। यह एम्पलीफायर पहले से ही कमजोर संकेतों की सीमा में "ढोंगी" है, लेकिन एक मजबूत सिग्नल के बारे में जानकारी खो देता है, क्योंकि संतृप्ति एक मजबूत पर होती है। ध्यान दें कि व्यवहार फोटो में मैट्रिक्स / फिल्म के समान है।



और इसी तरह।

यह मापों का एक समूह बन जाता है, जिन्हें आपस में संयोजित करने की आवश्यकता होती है। संयोजन एक बड़ी समस्या नहीं है, हालांकि सर्किट की विशेषताओं में भिन्नता को देखते हुए, इस एल्गोरिथ्म को सरल कहना मुश्किल है। लाभ कारक अच्छी तरह से जाना जाता है और अच्छी तरह से जाना जाता है संकेत के वे हिस्से हैं जिनमें संतृप्ति हुई है।