Κύκλωμα οπτικών ινών - πομπός και δέκτης

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Τα ηλεκτρονικά σήματα έχουν αποσταλεί με επιτυχία εδώ και δεκαετίες μέσω τυπικών συνδέσεων «σκληρού καλωδίου» ή μέσω ραδιοφωνικών συνδέσεων διαφορετικών ειδών που είχαν πολλά μειονεκτήματα.

Από την άλλη πλευρά, οι σύνδεσμοι οπτικών ινών, είτε χρησιμοποιούνται για συνδέσεις ήχου ή βίντεο σε μεγάλες αποστάσεις, είτε για χειρισμό μικρών αποστάσεων, προσφέρουν ορισμένα ξεχωριστά πλεονεκτήματα σε σύγκριση με τα κανονικά ενσύρματα καλώδια.



Πώς λειτουργεί το Fiber Optic

Στην τεχνολογία κυκλώματος οπτικών ινών χρησιμοποιείται ένας σύνδεσμος οπτικών ινών για τη μεταφορά ψηφιακών ή αναλογικών δεδομένων με τη μορφή συχνότητας φωτός μέσω ενός καλωδίου που έχει έναν πολύ ανακλαστικό κεντρικό πυρήνα.

Εσωτερικά, η οπτική ίνα αποτελείται από έναν πολύ ανακλαστικό κεντρικό πυρήνα, ο οποίος ενεργεί σαν ένας οδηγός φωτός για τη μεταφορά φωτός μέσω αυτού μέσω συνεχών και πέρα ​​από τις αντανακλάσεις στα ανακλαστικά του τοιχώματα.



Ο οπτικός σύνδεσμος περιλαμβάνει συνήθως ένα κύκλωμα μετατροπέα ηλεκτρικής συχνότητας σε φως, το οποίο μετατρέπει ψηφιακά ή ακουστικά σήματα σε συχνότητα φωτός. Αυτή η συχνότητα φωτός «εγχέεται» σε ένα από τα άκρα της οπτικής ίνας μέσω ενός ισχυρό LED . Στη συνέχεια, το φως επιτρέπεται να ταξιδέψει μέσω του οπτικού καλωδίου στον προορισμό που προορίζεται, όπου λαμβάνεται από ένα φωτοκύτταρο και ένα κύκλωμα ενισχυτή που μετατρέπει τη συχνότητα φωτός πίσω στην αρχική ψηφιακή μορφή ή τη μορφή συχνότητας ήχου.

Πλεονεκτήματα των οπτικών ινών

Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των συνδέσμων κυκλώματος οπτικών ινών είναι η τέλεια ασυλία τους σε ηλεκτρικές παρεμβολές και παραλήψεις.

Οι τυπικοί σύνδεσμοι «καλωδίων» θα μπορούσαν να σχεδιαστούν για να μειώσουν αυτό το πρόβλημα, ωστόσο μπορεί να είναι πολύ δύσκολο να εξαλειφθεί πλήρως αυτό το ζήτημα.

Αντίθετα, τα μη ηλεκτρικά χαρακτηριστικά ενός καλωδίου οπτικών ινών βοηθούν να καθιστούν την ηλεκτρική παρεμβολή άυλη, εκτός από κάποια διαταραχή που θα μπορούσε να επιλεχθεί στο άκρο του δέκτη, αλλά αυτό μπορεί επίσης να εξαλειφθεί μέσω μιας αποτελεσματικής θωράκισης του κυκλώματος δέκτη.

Ομοίως, τα ευρυζωνικά σήματα που δρομολογούνται μέσω ενός κανονικού ηλεκτρικού καλωδίου διαλύουν συχνά ηλεκτρικές διαταραχές προκαλώντας μπλοκάρισμα ραδιοφωνικών και τηλεοπτικών σημάτων κοντά.

Αλλά και πάλι, στην περίπτωση ενός καλωδίου οπτικών ινών, μπορεί πραγματικά να αποδειχθεί εντελώς απαλλαγμένο από ηλεκτρικές εκπομπές και παρόλο που η μονάδα πομπού μπορεί ενδεχομένως να εκτοξεύσει κάποια ακτινοβολία ραδιοσυχνοτήτων, είναι μάλλον απλό να το περικλείσει χρησιμοποιώντας βασικές στρατηγικές διαλογής.

Λόγω αυτού του πλεονεκτήματος, τα συστήματα που ενσωματώνουν πολλά οπτικά καλώδια που συνεργάζονται το ένα δίπλα στο άλλο δεν έχουν επιπλοκές ή προβλήματα με τις συνομιλίες.

Φυσικά το φως θα μπορούσε ενδεχομένως να διαρρεύσει από το ένα καλώδιο στο άλλο, αλλά τα καλώδια οπτικών ινών συνήθως εγκλωβίζονται σε ένα εξωτερικό περίβλημα με προστασία από το φως που αποτρέπει ιδανικά οποιαδήποτε μορφή διαρροής φωτός.

Αυτή η ισχυρή θωράκιση σε συνδέσμους οπτικών ινών εξασφαλίζει μια αρκετά ασφαλή και αξιόπιστη μεταφορά δεδομένων.

Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι οι οπτικές ίνες είναι απαλλαγμένες από προβλήματα κινδύνου πυρκαγιάς, καθώς δεν υπάρχει ηλεκτρική ενέργεια ή υψηλή ροή ρεύματος.

Έχουμε επίσης μια καλή ηλεκτρική απομόνωση σε ολόκληρο τον σύνδεσμο για να διασφαλίσουμε ότι δεν μπορούν να αναπτυχθούν επιπλοκές με βρόχους γείωσης. Μέσω των κατάλληλων κυκλωμάτων μετάδοσης και λήψης, ταιριάζει καλύτερα σε συνδέσμους οπτικών ινών για να χειρίζονται σημαντικές περιοχές εύρους ζώνης.

Οι ευρυζωνικοί σύνδεσμοι θα μπορούσαν επίσης να δημιουργηθούν μέσω ομοαξονικών καλωδίων ισχύος, αν και τα σύγχρονα οπτικά καλώδια τυπικά αντιμετωπίζουν μειωμένες απώλειες σε σύγκριση με τους ομοαξονικούς τύπους σε εφαρμογές ευρείας ζώνης.

Τα οπτικά καλώδια είναι συνήθως λεπτά και ελαφριά, και επίσης άνοσα στις κλιματολογικές συνθήκες και πολλές χημικές ουσίες. Αυτό τους επιτρέπει συχνά να εφαρμόζονται γρήγορα σε αφιλόξενα περιβάλλοντα ή σε δυσμενή σενάρια όπου ηλεκτρικά καλώδια, ειδικά ομοαξονικοί τύποι απλώς αποδεικνύονται πολύ αναποτελεσματικά.

Μειονεκτήματα

Αν και το κύκλωμα οπτικών ινών έχει τόσα πολλά πλεονεκτήματα, αυτά έχουν και μερικές κάτω πλευρές.

Το προφανές μειονέκτημα είναι ότι τα ηλεκτρικά σήματα δεν μπορούν να μεταφερθούν απευθείας σε ένα οπτικό καλώδιο, και σε αρκετές περιπτώσεις το κόστος και τα προβλήματα που συναντώνται με τα ζωτικά κυκλώματα κωδικοποιητή και αποκωδικοποιητή τείνουν να γίνονται αρκετά ασύμβατα.

Ένα σημαντικό πράγμα που πρέπει να θυμάστε όταν εργάζεστε με οπτικές ίνες είναι ότι έχουν συνήθως μια καθορισμένη ελάχιστη διάμετρο, και όταν αυτές στρίβονται με μια πιο έντονη καμπύλη προκαλεί φυσικές βλάβες στο καλώδιο στη στροφή αυτή, καθιστώντας το άχρηστο.

Η ακτίνα «ελάχιστης κάμψης» όπως καλείται συνήθως στα φύλλα δεδομένων, κυμαίνεται συνήθως μεταξύ περίπου 50 και 80 χιλιοστών.

Η συνέπεια τέτοιων καμπύλων σε ένα κανονικό ενσύρματο καλώδιο δικτύου δεν θα μπορούσε να είναι τίποτα, ωστόσο για καλώδια οπτικών ινών ακόμη και μικρές σφιχτές καμπές μπορούν να εμποδίσουν τη διάδοση των φωτεινών σημάτων που οδηγούν σε δραστικές απώλειες.

Βασική οπτική ίνα

Παρόλο που μπορεί να μας φαίνεται ότι ένα καλώδιο οπτικών ινών αποτελείται απλώς από γυάλινο νήμα που καλύπτεται από ένα εξωτερικό περίβλημα με προστασία από το φως, η κατάσταση είναι στην πραγματικότητα πολύ πιο προχωρημένη από αυτό.

Σήμερα, το γυάλινο νήμα έχει ως επί το πλείστον τη μορφή ενός πολυμερούς και όχι του πραγματικού γυαλιού, και η τυπική διάταξη μπορεί να είναι όπως ορίζεται στο ακόλουθο σχήμα. Εδώ μπορούμε να δούμε έναν κεντρικό πυρήνα με υψηλό δείκτη διάθλασης και εξωτερικό κάλυμμα με μειωμένο δείκτη διάθλασης.

Η διάθλαση όπου το εσωτερικό νήμα και η εξωτερική επένδυση αλληλεπιδρούν καθιστούν δυνατή τη διέλευση του φωτός μέσω του καλωδίου πηδώντας αποτελεσματικά από τοίχο σε τοίχο μέχρι το καλώδιο.

Αυτή η αναπήδηση του φωτός στα τοιχώματα των καλωδίων καθιστά δυνατό το καλώδιο να λειτουργεί σαν οδηγός φωτός, μεταφέροντας ο φωτισμός ομαλά στις γωνίες και τις καμπύλες.

Διάδοση φωτός υψηλής τάξης

Η γωνία με την οποία ανακλάται το φως καθορίζεται από τις ιδιότητες του καλωδίου και τη γωνία εισόδου του φωτός. Στο παραπάνω Σχήμα η ακτίνα φωτός μπορεί να δει μέσα από ένα 'λειτουργία υψηλής παραγγελίας' διάδοση.

Διάδοση φωτός χαμηλής τάξης

Ωστόσο, θα βρείτε καλώδια με ελαφριά τροφοδοσία με ρηχή γωνία που το αναγκάζει να αναπηδήσει μεταξύ των τοιχωμάτων καλωδίων με σημαντικά ευρεία γωνία. Αυτή η χαμηλότερη γωνία επιτρέπει στο φως να κινείται σε σχετικά μεγαλύτερη απόσταση μέσω του καλωδίου σε κάθε αναπήδηση.

Αυτή η μορφή μεταφοράς φωτός ονομάζεται «λειτουργία χαμηλής παραγγελίας» διάδοση. Η πρακτική σημασία και των δύο αυτών τρόπων είναι ότι το ελαφρύ αερισμό μέσω του καλωδίου στη λειτουργία υψηλής παραγγελίας πρέπει να ταξιδεύει αισθητά περισσότερο σε σύγκριση με το φως που διαδίδεται στη λειτουργία χαμηλής παραγγελίας. Αυτά τα σήματα μουτζουριών που παραδίδονται κάτω από το καλώδιο μειώνοντας το εύρος συχνοτήτων της εφαρμογής.

Ωστόσο, αυτό ισχύει μόνο σε εξαιρετικά ευρυζωνικούς συνδέσμους εύρους ζώνης.

Καλώδιο μονής λειτουργίας

Έχουμε επίσης το 'Ενιαία λειτουργία' καλώδια τύπου που προορίζονται απλώς για την ενεργοποίηση ενός μόνο τρόπου διάδοσης, αλλά δεν απαιτείται πραγματικά να χρησιμοποιηθεί αυτή η μορφή καλωδίου με τις σχετικά στενές τεχνικές εύρους ζώνης που περιγράφονται σε αυτό το άρθρο. Ενδέχεται να συναντήσετε ένα άλλο είδος καλωδίου που ονομάζεται «βαθμολογημένος δείκτης» καλώδιο.

Αυτό είναι στην πραγματικότητα αρκετά παρόμοιο με το κλιμακωτό καλώδιο ευρετηρίου που συζητήθηκε προηγουμένως, αν και υπάρχει ένας προοδευτικός μετασχηματισμός από έναν υψηλό δείκτη διάθλασης κοντά στο κέντρο του καλωδίου σε μια μειωμένη τιμή κοντά στο εξωτερικό περίβλημα.

Αυτό προκαλεί το φως που περνά βαθιά στο καλώδιο με παρόμοιο τρόπο όπως εξηγήθηκε νωρίτερα, αλλά με το φως που πρέπει να περάσει από μια καμπύλη διαδρομή (όπως στο παρακάτω σχήμα) αντί να διαδίδεται μέσω ευθειών.

Διαστάσεις οπτικών ινών

Η τυπική διάσταση για καλώδια οπτικών ινών είναι 2,2 χιλιοστά με μέση διάσταση της εσωτερικής ίνας να είναι περίπου 1 χιλιοστό. Μπορείτε να βρείτε πολλούς συνδέσμους προσβάσιμους για συνδέσεις σε αυτό το μέγεθος καλωδίου, εκτός από έναν αριθμό συστημάτων που συνδέονται με αντίστοιχα καλώδια.

Ένα κανονικό σύστημα σύνδεσης περιλαμβάνει ένα «βύσμα» που είναι εγκατεστημένο στην άκρη του καλωδίου και το προστατεύει στον ακροδέκτη «υποδοχής» που συνήθως αγκυλώνει πάνω από την πλακέτα κυκλώματος που έχει μια υποδοχή για την τοποθέτηση του φωτοκυττάρου (που σχηματίζει τον πομπό ή τον ανιχνευτή το οπτικό σύστημα).

Παράγοντες που επηρεάζουν το σχεδιασμό κυκλωμάτων οπτικών ινών

Μια κρίσιμη πτυχή που πρέπει να θυμόμαστε στις οπτικές ίνες είναι οι κορυφαίες προδιαγραφές εξόδου του πομπού φωτοκύτταρο για το μήκος κύματος φωτός. Αυτό πρέπει να επιλεγεί ιδανικά για να ταιριάζει με τη συχνότητα μετάδοσης με την κατάλληλη ευαισθησία.

Ο δεύτερος παράγοντας που πρέπει να θυμάστε είναι ότι το καλώδιο θα καθοριστεί μόνο με περιορισμένο εύρος εύρους ζώνης, πράγμα που σημαίνει ότι οι απώλειες πρέπει να είναι όσο το δυνατόν ελάχιστες.

Οι οπτικοί αισθητήρες και πομποί που χρησιμοποιούνται συνήθως σε οπτικές ίνες έχουν ως επί το πλείστον βαθμολογία για να λειτουργούν στο υπέρυθρη περιοχή με τη μέγιστη απόδοση, ενώ μερικά μπορεί να προορίζονται να λειτουργούν καλύτερα με το φάσμα ορατού φωτός.

Η καλωδίωση οπτικών ινών παραδίδεται συχνά με ημιτελή άκρα τερματισμού, τα οποία θα μπορούσαν να είναι πολύ μη παραγωγικά, εκτός εάν τα άκρα είναι κατάλληλα κομμένα και επεξεργασμένα.

Συνήθως, το καλώδιο θα παρέχει αξιοπρεπή εφέ όταν τεμαχίζεται σε ορθή γωνία με ένα μαχαίρι μοντελοποίησης με ξυράφι, κόβοντας το άκρο του καλωδίου καθαρά με μία ενέργεια.

Ένα λεπτό αρχείο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να γυαλίσει τα κομμένα άκρα, αλλά αν έχετε κόψει μόνο τα άκρα, αυτό μπορεί να μην βοηθήσει να βελτιώσετε σημαντικά την απόδοση φωτός. Είναι σημαντικό το κόψιμο να είναι αιχμηρό, τραγανό και κάθετο στη διάμετρο του καλωδίου.

Εάν η κοπή έχει κάποια γωνία, μπορεί να επιδεινωθεί σοβαρά η αποτελεσματικότητα λόγω απόκλισης στη γωνία της ελαφριάς τροφοδοσίας.

Σχεδιασμός ενός απλού συστήματος οπτικών ινών

Ένας βασικός τρόπος για να ξεκινήσετε για όποιον θέλει να δοκιμάσει τα πράγματα με επικοινωνίες οπτικών ινών θα ήταν να δημιουργήσει μια σύνδεση ήχου.

Στην πιο στοιχειώδη μορφή του, αυτό μπορεί να περιλαμβάνει ένα απλό κύκλωμα διαμόρφωσης πλάτους που ποικίλλει Πομπός LED φωτεινότητα σύμφωνα με το πλάτος του σήματος εισόδου ήχου.

Αυτό θα προκαλούσε μια ισοδύναμα τροποποίηση της απόκρισης ρεύματος κατά μήκος του δέκτη φωτοκυττάρου, ο οποίος θα υποβλήθηκε σε επεξεργασία για να γεννήσει μια αντίστοιχα μεταβαλλόμενη τάση σε μια υπολογισμένη αντίσταση φορτίου σε σειρά με το φωτοκύτταρο.

Αυτό το σήμα θα ενισχυθεί για να παραδώσει το σήμα εξόδου ήχου. Στην πραγματικότητα αυτή η θεμελιώδης προσέγγιση μπορεί να έρθει με τα δικά της μειονεκτήματα, η κύρια μπορεί να είναι απλώς μια ανεπαρκής γραμμικότητα από τα φωτοκύτταρα.

Η απουσία γραμμικότητας επηρεάζει τη μορφή ενός αναλογικού επιπέδου παραμόρφωσης κατά μήκος του οπτικού συνδέσμου που μπορεί στη συνέχεια να είναι κακής ποιότητας.

Μια μέθοδος που συνήθως προσφέρει σημαντικά καλύτερα αποτελέσματα είναι ένα σύστημα διαμόρφωσης συχνότητας, το οποίο είναι βασικά πανομοιότυπο με το σύστημα που χρησιμοποιείται στο πρότυπο Ραδιοφωνικές εκπομπές VHF .

Ωστόσο, σε τέτοιες περιπτώσεις εμπλέκεται συχνότητα φορέα περίπου 100 kHz αντί των συμβατικών 100 MHz όπως χρησιμοποιείται στη ραδιομετάδοση ζώνης 2.

Αυτή η προσέγγιση μπορεί να είναι πολύ απλή, όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα. Δείχνει την αρχή που έχει δημιουργηθεί για έναν μονόδρομο σύνδεσμο αυτής της φόρμας. Ο πομπός είναι στην πραγματικότητα ένας ταλαντωτής ελεγχόμενης τάσης (VCO), και όπως υποδηλώνει ο τίτλος, η συχνότητα εξόδου από αυτόν τον σχεδιασμό θα μπορούσε να ρυθμιστεί μέσω μιας τάσης ελέγχου.

Διάγραμμα μπλοκ οπτικών ινών

Αυτή η τάση μπορεί να είναι η μετάδοση εισόδου ήχου και καθώς η τάση σήματος ταλαντεύεται πάνω-κάτω, έτσι και η συχνότητα εξόδου του VCO. ΕΝΑ φίλτρο χαμηλής διέλευσης ενσωματώνεται για να βελτιώσει το σήμα εισόδου ήχου πριν εφαρμοστεί στο VCO.

Αυτό βοηθά να κρατήσει την ετερόδυνη «σφυρίχτρα» μακριά από την παραγωγή λόγω των νότες ρυθμού μεταξύ του ταλαντωτή ελεγχόμενης τάσης και τυχόν σήματα εισόδου υψηλής συχνότητας.

Συνήθως, το σήμα εισόδου καλύπτει μόνο το εύρος συχνοτήτων ήχου, αλλά μπορεί να βρείτε περιεχόμενο παραμόρφωσης σε υψηλότερες συχνότητες και ραδιοσήματα να λαμβάνονται από την καλωδίωση και να αλληλεπιδρούν με το σήμα VCO ή αρμονικές γύρω από το σήμα εξόδου του VCO.

Η συσκευή εκπομπής που μπορεί να είναι απλά ένα LED καθοδηγείται από την έξοδο VCO. Για βέλτιστο αποτέλεσμα, αυτό το LED είναι συνήθως α τύπος LED υψηλής ισχύος . Αυτό απαιτεί το χρήση ενός σταδίου buffer προγράμματος οδήγησης για τη λειτουργία της ισχύος LED.

Αυτό το επόμενο στάδιο είναι ένα μονοσταθερός πολυ-δονητής το οποίο πρέπει να είναι σχεδιασμένο ως μη ανακτήσιμος τύπος.

Αυτό επιτρέπει στο στάδιο να παράγει παλμούς εξόδου μέσω διαστημάτων όπως καθορίζεται από το δίκτυο χρονισμού C / R το οποίο είναι ανεξάρτητο από τη διάρκεια παλμού εισόδου.

Λειτουργική κυματομορφή

Αυτό παρέχει μια εύκολη αλλά αποτελεσματική μετατροπή συχνότητας σε τάση, με κυματομορφή όπως απεικονίζεται στο ακόλουθο σχήμα να εξηγεί με σαφήνεια το λειτουργικό της σχήμα.

Στο Σχήμα (α) η συχνότητα εισόδου παράγει έξοδο από το monostable με αναλογία 1 έως 3 mark-space και η έξοδος είναι σε υψηλή κατάσταση για το 25% του χρόνου.

Η μέση τάση εξόδου (όπως απεικονίζεται μέσα στη διακεκομμένη γραμμή) έχει ως αποτέλεσμα 1/4 της κατάστασης εξόδου ΥΨΗΛΗΣ.

Στο Σχήμα (β) παραπάνω μπορούμε να δούμε ότι η συχνότητα εισόδου έχει αυξηθεί κατά δύο φορές, πράγμα που σημαίνει ότι λαμβάνουμε δύο φορές περισσότερους παλμούς εξόδου για ένα καθορισμένο χρονικό διάστημα με αναλογία χώρου σήματος 1: 1. Αυτό μας επιτρέπει να έχουμε μια μέση τάση εξόδου που είναι 50% της κατάστασης εξόδου ΥΨΗΛΗΣ, ​​και 2 φορές περισσότερο από το προηγούμενο παράδειγμα.

Με απλά λόγια, το monostable όχι μόνο βοηθά στη μετατροπή της συχνότητας σε τάση, αλλά επιτρέπει επίσης στη μετατροπή να αποκτήσει ένα γραμμικό χαρακτηριστικό. Η έξοδος από το monostable μόνο δεν μπορεί να δημιουργήσει σήμα ηχητικής συχνότητας, εκτός εάν ενσωματωθεί ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης το οποίο διασφαλίζει ότι η έξοδος σταθεροποιείται σε ένα κατάλληλο σήμα ήχου.

Το πρωταρχικό πρόβλημα με αυτήν την απλή μέθοδο μετατροπής συχνότητας σε τάση είναι ότι απαιτείται υψηλότερη εξασθένηση επιπέδου (ουσιαστικά 80 dB ή υψηλότερη) στην ελάχιστη συχνότητα εξόδου του VCO για να είναι σε θέση να δημιουργήσει μια σταθεροποιημένη έξοδο.

Όμως, αυτή η μέθοδος είναι πραγματικά απλή και αξιόπιστη σε άλλες εκτιμήσεις και, μαζί με τα σύγχρονα κυκλώματα, μπορεί να μην είναι δύσκολο να σχεδιάσουμε ένα στάδιο φίλτρου εξόδου με κατάλληλα ακριβή αποκοπή χαρακτηριστικό .

Ένα μικρό επίπεδο πλεονάσματος σήματος φορέα στην έξοδο μπορεί να μην είναι πολύ κρίσιμο και θα μπορούσε να αγνοηθεί, επειδή ο φορέας βρίσκεται γενικά σε συχνότητες που δεν βρίσκονται εντός της ακουστικής εμβέλειας, και ως εκ τούτου τυχόν διαρροή στην έξοδο δεν θα ακούγεται.

Κύκλωμα πομπού οπτικών ινών

Ολόκληρο το διάγραμμα κυκλώματος πομπού οπτικών ινών φαίνεται παρακάτω. Θα βρείτε πολλά ολοκληρωμένα κυκλώματα κατάλληλα για εργασία όπως το VCO, μαζί με πολλές άλλες διαμορφώσεις που έχουν κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας διακριτά μέρη.

Αλλά για μια τεχνική χαμηλού κόστους η ευρέως χρησιμοποιούμενη ΝΕ555 γίνεται η προτιμώμενη επιλογή, και παρόλο που είναι σίγουρα φθηνό, αλλά έρχεται με αρκετά καλή απόδοση. Μπορεί να διαμορφωθεί συχνότητα ενσωματώνοντας το σήμα εισόδου στον ακροδέκτη 5 του IC, που συνδέεται με το διαχωριστικό τάσης που έχει διαμορφωθεί για να δημιουργήσει τα όρια μεταγωγής 1/3 V + και 2/3 V + για το IC 555.

Ουσιαστικά, το ανώτερο όριο αυξάνεται και μειώνεται έτσι ώστε ο χρόνος που καταναλώνεται για την εναλλαγή του πυκνωτή χρονισμού C2 μεταξύ των δύο περιοχών θα μπορούσε αντίστοιχα να αυξηθεί ή να μειωθεί.

Το Tr1 είναι ενσύρματο όπως οπαδός των εκπομπών buffer stage που παρέχει το υψηλό ρεύμα κίνησης που απαιτείται για τον βέλτιστο φωτισμό της LED (D1). Παρόλο που το ίδιο το NE555 διαθέτει ένα καλό ρεύμα 200 mA για το LED, ένα ξεχωριστό ελεγχόμενο ρεύμα οδηγού για το LED επιτρέπει τη ρύθμιση του επιθυμητού ρεύματος LED με ακριβή τρόπο και μέσω μιας πιο αξιόπιστης μεθόδου.

Το R1 είναι τοποθετημένο για να σταθεροποιεί το ρεύμα LED σε περίπου 40 milliamps, αλλά επειδή το LED είναι ενεργοποιημένο / απενεργοποιημένο με ρυθμό κύκλου λειτουργίας 50% επιτρέπει στο LED να λειτουργεί με μόνο το 50% της πραγματικής βαθμολογίας που είναι περίπου 20 milliamps.

Το ρεύμα εξόδου θα μπορούσε να αυξηθεί ή να μειωθεί προσαρμόζοντας την τιμή R1 όποτε αυτό κρίνεται απαραίτητο.

Εξαρτήματα για αντιστάσεις πομπού οπτικών ινών (όλα 1/4 watt, 5%)
R1 = 47R
R2 = 4k7
R3 = 47k
R4 = 10k
R5 = 10k
R6 = 10k
R7 = 100k
R8 = 100k
Πυκνωτές
C1 = 220μ 10V elect
C2 = 390pF κεραμική πλάκα
C3 = 1u 63V elect
C4 = κεραμικό πιάτο 330p
C5 = στρώση πολυεστέρα 4n7
C6 = στρώμα πολυεστέρα 3n3
C7 = στρώμα πολυεστέρα 470n
Ημιαγωγοί
IC1 = NE555
IC2 = 1458C
Tr1 = BC141
D1 = δείτε κείμενο
Διάφορα
Υποδοχή υποδοχής SK1 3,5 mm
Πλακέτα κυκλώματος, θήκη, μπαταρία κ.λπ.

Κύκλωμα δέκτη οπτικών ινών

Το πρωτεύον διάγραμμα κυκλώματος δέκτη οπτικών ινών φαίνεται στο επάνω τμήμα του παρακάτω διαγράμματος, το κύκλωμα φίλτρου εξόδου σχεδιάζεται ακριβώς κάτω από το κύκλωμα δέκτη. Η έξοδος του δέκτη μπορεί να φανεί συνδεδεμένη με την είσοδο του φίλτρου μέσω μιας γκρίζας γραμμής.

Το D1 σχηματίζει το δίοδος ανιχνευτή και λειτουργεί στη ρύθμιση αντίστροφης μεροληψίας στην οποία η αντίσταση διαρροής συμβάλλει στη δημιουργία ενός είδους αντίστασης που εξαρτάται από το φως ή LDR.

Το R1 λειτουργεί σαν αντίσταση φορτίου και το C2 δημιουργεί μια σύνδεση μεταξύ του σταδίου του ανιχνευτή και της εισόδου του ενισχυτή εισόδου. Αυτό σχηματίζει ένα δίκτυο χωρητικότητας δύο σταδίων, όπου τα δύο στάδια λειτουργούν μαζί στο κοινή εκπομπή τρόπος.

Αυτό επιτρέπει ανώτερη συνολική αύξηση τάσης μεγαλύτερη από 80 dB. δεδομένου ότι παρέχεται ένα αρκετά ισχυρό σήμα εισόδου, αυτό προσφέρει μια αρκετά υψηλή ταλάντωση τάσης εξόδου στον πείρο συλλογής Tr2 για να ωθήσει το μονοσταθερός πολυ-δονητής .

Ο τελευταίος είναι ένας τυπικός τύπος CMOS που κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας δύο πύλες NOR 2 εισόδων (IC1a και IC1b) με τα C4 και R7 να λειτουργούν σαν στοιχεία χρονισμού. Οι άλλες δύο πύλες του IC1 δεν χρησιμοποιούνται, αν και οι είσοδοι τους φαίνεται να είναι συνδεδεμένοι στη γη σε μια προσπάθεια να σταματήσουν την εσφαλμένη εναλλαγή αυτών των πυλών λόγω της αδέσποτης παραλαβής.

Αναφερόμενος στο στάδιο του φίλτρου που κατασκευάζεται γύρω από το IC2a ​​/ b, είναι βασικά συστήματα φίλτρων 2 / 3ης τάξης (18 dB ανά οκτάβα) με προδιαγραφές που χρησιμοποιούνται συνήθως στο κυκλώματα πομπού . Αυτά ενώνονται σε σειρά για να καθορίσουν συνολικά 6 πόλους και γενικό ρυθμό εξασθένησης 36 dB ανά οκτάβα.

Αυτό προσφέρει περίπου 100 dB εξασθένησης του σήματος φορέα στο ελάχιστο εύρος συχνοτήτων του και σήμα εξόδου με σχετικά χαμηλά επίπεδα σήματος φορέα. Το Fiber Optic Circuit μπορεί να αντιμετωπίσει τάσεις εισόδου έως και 1 volt RMS περίπου χωρίς κρίσιμη παραμόρφωση και να βοηθήσει στην εργασία με οριακά μικρότερο από το κέρδος τάσης ενότητας για το σύστημα.

Εξαρτήματα για δέκτη και φίλτρο οπτικών ινών

Αντίσταση (και τα 1/4 watt 5%)
R1 = 22k
R2 = 2Μ2
R3 = 10k
R4 = 470R
R5 = 1M2
R6 = 4k7
R7 = 22k
R8 = 47k
R9 = 47k
R10 έως R15 10k (έκπτωση 6)
Πυκνωτές
C1 = 100μ10V ηλεκτρολυτικό
C2 = 2n2 πολυεστέρας
C3 = 2n2 πολυεστέρας
C4 = 390p κεραμικό
C5 = 1μ 63V ηλεκτρολυτικό
C6 = πολυεστέρας 3n3
C7 = 4n7 πολυεστέρας
C8 = 330pF κεραμικό
C9 = 3n3 πολυεστέρας
C10 = 4n7 πολυεστέρας

Ημιαγωγοί
IC1 = 4001ΒΕ
1C2 = 1458C
IC3 = CA3140E
Trl, Tr2 BC549 (2 έκπτωση)
D1 = Δείτε κείμενο
Διάφορα
SK1 = σύνδεσμος D 25 δρόμων
Θήκη, πλακέτα κυκλώματος, σύρμα κ.λπ.




Προηγούμενο: Κυκλώματα διόδων Zener, Χαρακτηριστικά, Υπολογισμοί Επόμενο: Επεξήγηση στοιχειωδών ηλεκτρονικών