Модуляция оптического сигнала

16.01.2012

Модуляция оптического сигнала

В системах видеонаблюдения и контроля электрический видеосигнал, поступающий от камер, должен быть трансформирован в модулированный поток световых лучей. Мощность излучения при амплитудной модуляции является переменной величиной, а при частотной модуляции — константой. Амплитудной модуляции лучше всего поддается излучение диодов с длиной волны 850 нм: их выходная мощность почти линейно зависит от силы тока.

Рабочая длина волны передатчика — очень важная характеристика. Она должна соответствовать максимуму пропускной способности световода, который в большинстве применяемых в видеонаблюдении кабелей наблюдается при длине волны 850 нм (инфракрасное излучение). Характеристики излучения светодиода зависят от состава полупроводникового материала, применяемого в нём. Пик излучаемого спектра диодов на арсениде галлия наблюдается на длине волны около 940 нм, что является неприемлемым для большинства световодов, имеющих на этой длине волны высокий коэффициент потерь. Добавки алюминия к арсениду галлия позволяют сдвинуть пик в сторону видимого света — между 800 и 900 нм, причём точная длина волны зависит от процентного содержания алюминия в рабочем слое. В качестве альтернативных используются длины волн 1060, 1300 и 1550 нм, на которых в световодах наблюдается ещё меньше затухания и рассеяния — поэтому применяются они при необходимости передачи сигнала на особо дальние расстояния. «Заставить» арсенидо-галлиевый светодиод излучать такие волны могут дозированные добавки индия.


Приёмник оптоволоконного сигнала


Приёмник сигнала играет в оптоволоконной линии роль обратного конвертера, преобразующего модулированный световой поток на выходе оптоволокна обратно в стандартный телевизионный сигнал с сохранением формы исходного сигнала. Наиболее распространённая конструкция приёмников основана на применении фотодиодов, преобразующих изменения светового потока в электрические колебания. Чтобы приёмник правильно работал, необходимо обеспечить строгое соответствие между источником света, оптоволоконным кабелем и типом применяемого детектора. При использовании амплитудной модуляции, когда во времени варьируется мощность сигнала, фотодетектор должен иметь достаточно высокие показатели линейности, скорости и стабильности работы. Фотодиод сам по себе не вырабатывает электрического тока, поэтому для его работы требуется применение дополнительной электроники. «Начинка» приёмника позволяет задавать ток смещения и улавливать изменения тока при воздействии на диод изменяющегося излучения, формируя на базе изменений тока стандартный видеосигнал. Угол расхождения конуса излучения, выходящего из световода, примерно равен углу конуса излучения, попадающего в волокно в передатчике. Фотодиоды, как и светодиоды, включают в конструкцию линзы, позволяющие собирать лучи и фокусировать их на рабочей поверхности чувствительного элемента.


Демодуляция


В приёмнике происходит демодуляция светового сигнала в стандартный видеосигнал. Этот процесс является обратным по отношению к модуляции того же типа, которая применялась к исходному видеосигналу — амплитудной либо частотной. Поскольку частотно-модулированный сигнал более устойчив к воздействию различного рода помех, в большинстве систем применяется именно ЧМ.

Комментирование этой статьи закрыто.