Генератор оптических импульсов

(51)5 Н О 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ подключе-,я и тока ения оиством уп атора льсов 6, 63 Гог Е пр гн сех областях е в качестве источ-излучения применяя,к измерино технике тносиа им Изобретениетельной техник птическ олупрово ни ользовано встемах связи иковые лаз еры.ния - повьппение часть связи, и может цифровых свето и передачи инф тся одных с рмации,зобрет ульсов, а также а также ты сле ования ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Техническое описание генероптических и электрических импуОГ 5-87, ГВ 3.268.000 ТО, с. 50, 5СгиЪег Л. Е 1 есггоп 1 с. С 1 гш 1 зНхф - В 1 г. - Ваге а д 181 га 1 Г 1 Ъ(54) ГЕНЕРАТОР ОПТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ(56) Изобретение относится к измерительной технике и цифровой техникесветоводной связиЦелью изобретенияявляется повышение частоты следованияимпульсов, а также упрощение генератора и повышение стабильности оптического сигнала. Генератор оптическихимпульсов содержит измеритель скважности входных импульсов, управляемыйгенератор и коммутатор, Установка токов смещения и модуляции производится с помощью цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) с регистрами запоминания входных данных, управляемымик источникам тока смещ модуляции, а последние соединены свходом формирователя электрическихимпульсов и лазерным диодом. Цифровыекоды,.подаваемые на ЦАП, формируютсяустройством управления на основе анализа состояния компараторов верхнегои нижнего уровня фотосигнала. Сигнална компараторы подается с фотоусилителя, к входу которого подключен контрольный фотодиод. Оптическое излучение на фотодиод может подаваться какчерез оптический ответвитель, так ис заднейграни лазерного диода. Поокончании предварительной установкитоков модуляции и смещения лазерногодиода регистры данных ЦАП запоминаютих значения, а коммутатор подключаетвход устройства к формирователю. электрических импульсов. Стабильностьмощности оптических импульсов можетбыть повьппена включением между фотоусилителем и устройством управленияпоследовательно соединенных интегратора и аналого-цифрового преобразователя. При этом обеспечивается стабилизация средней мощности излученияв оцессе преобразования входногоси ала. 2 з,п.ф-лы, 1 ил.1355073упрощение генератора и повышение стабильности мощности оптического сигнала.На чертеже представлена схема ге 5 нератора оптических импульсов,Генератор состоит из формирователя 1 электрических импульсов, источника тока модуляции 2, источника тока смещения 3, лазерного диода , оптического ответвителя 5, Фотодиода 6. фотоусилителя 7, компаратора 8 верхнего уровня, компаратора 9 нижнего уровня, коммутатора 10, измерителя скважности 11, управляемого генератора 12, первого цифроаналогового преобразователя 13, второго цифроаналогового преобразователя 14, устройства управления 15, регистра запоминания данных 16 первого преобразоватепя 13 регистра запоминания 17 и шины данных 18.Генератор работает следующим образом,Входные электрические импульсы,поступают через коммутатор 10 на Формирователь 1 электрических импульсов. формирователь электрических импульсов нормирует входные импульсы поамплитуде и форме и подает их на ла.)зерный диод в качестве сигнала, мо-.дулирующего оптическое излучение. Амплитуда модулируюцего сигнала 1 ддзадается источником тока модуляции 2.Для обеспечения максимального быстродействия и повторения оптическимсигналом формы электрических импульсов от источника тока смещения 3 налазерный диод подается постоянный токсмещения 1 , который должен несколько превышать пороговый ток лазерногодиода 1, Установка необходимыхзначений тока модуляции и тока смещения осуществляется цифроаналоговыми преобразователями 13 и 14 соответственно. При изменении температуры окружающей среды в процессе старения лазерного диода изменяются его пороговый ток и наклон вать-амперной характеристики, Это может привести к изменению амплитуды оптических импульсов и глубины модуляции оптического сигнала Исключением этого нежелательного явления служит система обратной связи, в состав которой входит оптический ответвитель 5, который подает часть излучения лазерного диода на фотодиод 6, линейно преобразующий егов электрический сигнал.Электрический сигнал усиливаетсяфотоусилителем, что обеспечивает воэможность функционирования компараторов 8 и 9 верхнего и нижнего уровней фотосигнала. Компаратор 9 нижне -го уровня фотосигнала срабатывает придостижении мощности оптического сигнала уровня, соответствующего порогоному току, а компаратор верхнегоуровня фотосигнала - при достижениимоцности оптического сигнала уровня,соответствующего номинальному значению тока модуляции. Сигнаяы компараторов па шине данных 18 подаются нацифровое устройство управления 15,которое через регистры запоминанияданных 6, 17 и цифроаналоговые преобразователи задает ток смещения иток модуляции,Устройство управления 15 представляет собой контролер, который можетбыть построен на микропроцессоре.Снизить требования к быстродействию Фотодиода, фотоусилителя и компараторов и тем, самым повысить быстродействие всего устройства позволяет предварительная установка токасмещения и тока модуляции лазерногодиода. Она проводится с помощью измерителя скважности 11, управляемогогенератора 12 и коммутатора 10. Коммутатор 10 подключает к входу формирователя импульсов выход генератора12 импульсов с управляемой скважностью. Измеритель скважности 1 измеряет скважность Овходного сигнала устройства и устанавливает скважностьС импульсов управляемого генератора 12, равную скважности входногосигнала, При этом частота генератора12 импульсов заведомо не превышаетбыстродействия фотодиода, Фотоусилителя и компараторов, так как можетбыть задана сколь угодно низкой. Привыполнении условия Я= Цсохраняются все тепловые процессы в лазерномдиоде и система обратной связи устанавливает токи смещения и модуляциив соответствии с температурой окружающей среды, характером ватт-амперной характеристики лазерного диодаи джоулевым теплом, выделяемым наего кристалле.По окончании процесса предварительной установки регистры запоминания данных цифроаналоговых преоб 5 1 З 550 разователей запоминают цифровые коды, соответствующие требуемым значениям тока модуляции и тока смещения и управляющее устройство переключает коммутатор 10 в состояние, когда входной5 сигнал устройства подается на вход формирователя электрических импульсов 1, При этом обеспечивается установка амплитуды выходных оптическихимпульсов и постоянного излучения, определяемого пороговым током, вблизи номинальных значений, заданных уровнями срабатывания компараторов,Генератор может быть упрощен исключением оптического ответвителя 5 и установкой Фотодиода вблизи заднего зеркала (грани) лазерного диода.Стабильность амплитуды оптических 20 импульсов можно повысить введением последовательно соединенных интегратора и дополнительного аналого-цифрового преобразователя между выходом , фотоусилителя 7 и шиной данных 18 ус тройства управления.Ф о р м у л а изобретения1, Генератор оптических импульсов, 30 содержащий лазерный диод, к которому подключен формирователь электрических импульсов, Фотодиод, оптически связанный с лазерным диодом и подключенный к входу фотоусилителя, компараторы верхнего и нижнего уровней фото- сигнала, входы которых соединены с выходом фотоусилителя, источник тока смещения, подключенный к лазерному диоду и источник тока модуляции, под ключенный к второму входу формирователя электрических импульсов, о т - л и ч а ю щ и й с. я тем, что, с целью повышения частоты следования импульсов, в него введены коммутатор,управляемый генератор, измерительскважности входных импульсов, первыйи второй цифроаналоговые преобразователи с регистрами запоминания данныхи устройство управления, причем выход компаратора соединен с входомформирователя электрических импульсов, вход измерителя скважности соединен с первым входом коммутатора, а,выход - с входом управляемого генератора, выход которого соединен свторым входом коммутатора, выходыпервого и второго цифроаналоговыхпреобразователей подключены к соответствующим входам источника тока модуляции и смещения, а входы регистров запоминания данных цифроаналоговых преобразователей соединены с шиной данных устройства управления, ккоторой подключены выходы компараторов верхнего и нижнего уровней, приэтом адресные выходы устройства управления соединены с соответствующимивходами управления коммутатора компараторов и регистров запоминания данных цифроаналоговых преобразователей,2. Генератор по п.1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения устройства, Фотодиод оптическисвязан с задней гранью лазерного диода.3. Генератор по пп.1, п.2, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности мощностиоптического сигнала, в него введеныпоследовательно соединенные интегратор и дополнительный аналого-цифровойпреобразователь, причем вход интегратора подключен к выходу фотоусилителя, а выходы дополнительного аналогоцифрового преобразователя соединеныс шиной устройства управления,. Шаго кт оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 157 Тираж 393НИИПИ Государственного комитета по изобр113035, Москва, Ж, Рауш Подписноениям и открытиям при ГКНТ СССРая наб., д. 4/5