October 18 2017 12:25:11
Навигация
Оптоэлектронные приборы: Диоды, Стабилитроны, Светодиоды, Тиристоры
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Оптоэлектронные приборы и световоды
ЭЛЕКТРОНИКА- курс лекций

Распространенным конструктивно завершенным элементом является оптоэлектронная пара (оптрон). Простейший оптрон представляет собой прибор (рис.9.9,а), содержащий излучатель, среду распространения (световод) и фотоприемник (рис 9.9,б), размещенные в герметичном светонепроницаемом корпусе.


img381

Рис.9.9. Диодная оптопара (а) и ее структура (б)

Входные и выходные параметры оптрона зависят соответственно от характеристик светодиода и фотодетектора. Статическими проходными параметрами служат коэффициент передачи тока (ki @0,01) и сопротивление изоляции (Rиз @109  Ом). В динамическом режиме следует учитывать емкостную связь (Сп @1…10 пФ) между входными и выходными зажимами. Основным динамическим параметром оптрона служит время его переключения tп=tвкл+tвыкл , составляющее от 0,1 мкс до 10 мкс.

Свойства и параметры систем передачи аналоговых или дискретных сигналов существенно зависит от используемых волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Основной ВОЛС служит планарно-оптический волновод или гибкое оптоволокно.

Оптический волновод представляет собой помещенную на подложку с показателем преломления n0 тонкую пленку (∆ @ 1 мкм) с высоким показателем преломления n1,  покрытую защитным слоем с показателем преломления n2 (рис.9.10,а).


Рис.9.10. Оптический волновод (а) и ввод в него луча (б)

При выполнении условия n1>n0>n2 можно добиться полного отражения светового луча от границ раздела и его распространения вдоль волновода. Ввод луча в волновод можно осуществить, например, с помощью призмы (рис.9.10,б).

В качестве световодов применяют цилиндрические волокна чистого кварца, а также органического или неорганического стекла. Оптоволоконный световод имеет стеклянную сердцевину, окруженную оболочкой, которая помещена в защитный слой (рис.9.11,а).


Рис.9.11. Волоконно-оптический кабель (а), распространение лучей (б), при изгибе (в)

Показатель преломления в сердцевине больше, чем в оболочке n1>n2 , что создает полное внутреннее отражение светового луча (рис.9.11,б), входящего под определенным углом в световод (луч 1). Показатели преломления защитного слоя и оболочки n2>n0, и при больших углах ввода светового луча происходит его отражение от границы оболочка – защитный слой (луч 2) и возможен выход луча из световода (луч 3), т.е. излучение энергии. Подбор показателей преломления областей должен обеспечить распространение лучей при заданном изгибе волокна (рис.9.11,в).

Характеристики волоконных световодов зависят от их геометрии и свойств материалов. Важным паспортным параметром служит погонное  затухание, вычисляемое как отношение мощностей на выходе и входе кабеля длиной l: img382.

Обычное оптическое стекло обладает ослаблением примерно 1 дБ/м, что практически неприемлемо. Развитие технологии дало возможность производить высококачественные волокна с затуханием  от 0,5 до 5 дБ/км.

Кроме того, световоды вносят запаздывание сигнала, ориентировочное значение которого составляет 0,1 нc/м. Наличие запаздывания и неравномерности частотной характеристики волокна приводят к изменению не только амплитуды, но и формы импульса (типичное значение уширения прямоугольного импульса составляет 50 нc/км). Дисперсионное расширение передаваемого импульса ограничивает скорость передачи цифровых данных последовательным двоичным кодом. Для предотвращения перекрытия импульсов длительностью ∆t необходимо обеспечить условие расширения импульса не более τ = ∆t/2. При этом максимальная скорость передачи информации, определяемая соотношением img383, в линии длиной l при погонной величине уширения τl составит img384. Например, при τl = 50 нс/км для линии l = 0,5 км имеем B < 107 бит/с или 10 Мбит/с. Для аналоговых сигналов удобнее пользоваться частотной характеристикой линии передачи заданной длины. Необходимую полосу пропускания линии связи с ослаблением в 3 дБ можно оценить по формуле img385, которая для рассматриваемой линии дает Fmax @ 8 МГц.

9.5. Устройства и элементы индикации

Важным этапом обработки информации в электронных системах является ее визуальное отображение с использованием технических средств. Благодаря развитию электроники существенно возросли возможности средств отображения информации. Разработаны методы организации информационных полей, создана технология, способы и аппаратные средства построения плоских экранов, обладающих хорошими эксплуатационными свойствами и высокой надежностью.

Устройства отображения информации являются сложными системами, включающими элементы индикации (ЭИ) со средствами управления для ввода, хранения и преобразования информации. Элемент индикации – это конструктивно завершенный преобразователь информационного электрического сигнала в пространственное распределение параметров излучения. ЭИ определяет основные показатели качества устройств отображения: размер, разрешающую способность, яркость, контрастность, цвет.

По принципу светоотдачи ЭИ делятся на активные, излучающие фотоны света, и пассивные, управляющие внешним световым излучением с использованием свойств вещества. Элементы индикации классифицируют по физико-химическим явлениям, на основе которых осуществляется вывод информации в визуальной форме (рис.9.12).


Рис. 9.12. Типы элементов индикации

Вакуумные люминесцентные буквенно-цифровые индикаторы применяются в контрольных панелях промышленного оборудования, где требуется высокая яркость свечения.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.03 секунд 2,255,362 уникальных посетителей