Аналоговые электронные тракты – Введение
Электронные тракты оптоэлектронных систем можно разделить на две группы – аналоговые электронные тракты и аналого-цифровые электронные тракты. Обе группы исполняют одни и те же функции. Разница между ними в том, что конечный результат обеспечивается различными принципами работы.
Аналоговый электронный тракт является предшественником (“предком”) аналого-цифрового. Но несмотря на это, электронные тракты аналогового типа до сих пор активно используется. Более того, с освоением методов передачи информации по оптоволокну их востребованность даже возросла.
Аналоговые электронные тракты – Структура
Ниже представлена блок-схема аналогового тракта в оптоэлектронной системе. Приемник посылает в электронный тракт сигнал, который, вообще говоря, является сумой полезного сигнала и шумов. Для того чтобы при преобразовании сигнала не учитывать шумы самого электронного тракта, первоначальный сигнал усиливается предварительным усилителем. Это значит, что после усилителя полученный сигнал имеет достаточный уровень для того, чтобы можно было пренебречь шумами электронных узлов.
Структурная схема аналогового тракта
Усилитель-фильтр еще больше усиливает сигнал по напряжению и ограничивает по частоте. Т.е. усилитель-фильтр в идеале должен выделить из всего сигнала только полезную составляющую (по частоте), что физически почти не реализуемо. Поэтому фильтры чаще всего выделяют только некоторый участок частотного спектра, в котором отношение сигнал-шум минимально.
Функции пропускания сигнала в зависимости от частоты для различных видов фильтров
Все фильтры можно разделить на четыре вида:
- Фильтр нижних частот;
- Фильтр верхних частот;
- Полосовые;
- Режекторные.
Системы обнаружения
В системах обнаружения (на блок-схеме А1) сигнал от фильтра-усилителя поступает на пороговое устройство, которое сравнивает какой-либо параметр сигнала (частоту, амплитуду и пр.) с неким эталонным значением. Факт превышения порогового уровня сигнала фиксируется индикатором(в простейшем случае загорается лампочка или подается звуковой сигнал).
Измерительные приборы
В измерительных приборах (на блок-схеме А2) присутствует нелинейный узел – детектор. Детектор формирует сигнал, амплитуда которого пропорциональна измеряемому параметру. В зависимости от измеряемого параметра сигнала, детекторы можно разделить на амплитудные, фазовые, частотные и измерители временных интервалов.
Для измерения параметров сигнала нужна «линейка», в роли которой выступает генератор опорных сигналов (ГОС). Он формирует импульсные или периодические сигналы.
На выходе из детектора формируется электрический сигнал постоянного тока. В таком виде он не всегда может быть передан на индикатор или исполняющее устройство. Поэтому в электронный тракт включается так называемый формирователь, который преобразует сигнал данных в необходимую форму. Далее информация выводится на индикатор или передается в исполняющее устройство.
Приборы наблюдения
Приборы наблюдательного типа (на блок-схеме А3) регистрируют весь сигнал. Если необходимо, хранение информации для последующего использования, то сигнал записывается на носители. Если же хранение не требуется, то информация отображается в режиме реального времени на индикаторе (экран монитора или осциллографа).
Зачастую, требуется временная и пространственная привязка полученных сигналов. Для этого в блок обработки сигнала включается синхрогенератор, привязывающий полученный сигнал ко времени и обозреваемому ОЭС пространству.