Optik tolada dispersiya. Dispersiyaning tolali optik aloqa tizimlarining uzatish sifatiga ta’siri

5-AMALIY ISH. OPTIK TOLADA DISPERSIYA. DISPERSIYANING TOLALI OPTIK ALOQA TIZIMLARINING UZATISH SIFATIGA TA’SIRI.


5.1. Amaliy ishning maqsadi va mazmuni

1.1.Optik aloqa liniyasining berilgan xarakteristikalari bo‘yicha optik signalning real parametrlarini hisoblash;

1.2.Bajarilgan hisoblashlar asosida laborotoriya uskunasida real optik signal shaklini modellashtirish.

1. 
   Amaliy ishga topshiriq
   

Amaliy ishni bajarishga tayyorlanayotganda quyidagi ishlarni amalga oshirish zarur:

-amaliy ish mavzusiga oid nazariy qismning mazmunini o‘rganish;
-amaliy ishni bajarishga mo‘ljallangan uskunaning tuzilishi va
olingan natijalarni qayd etish jadvali keltirilgan sahifani tayyorlash;
- [1]-adabiyotning 66-79 sahifalaridagi ma’lumotlarni o‘rganish.

2. 
   Amaliy ishning bajarilish tartibi
   

“Optik tolada dispersiya. Dispersiyaning tolali optik aloqa tizimlarining uzatish sifatiga ta’siri” mavzusidagi ushbu amaliy ish “Optik liniya traktining modeli” o‘quv laboratoriya qurilmasi yordamida bajariladi.

Diqqat! O‘lchashlarda tolali shnurlardan har bir foydalanishdan avval ularning uchidan himoya qalpoqchalarini olib tashlash zarur. Tolali shnurlar bilan ishlash tugaganidan so‘ng uning uchlariga albatta himoya qalpoqchasini kiygizib qo‘yish kerak. O‘lchashlarda “TOPAZ 3000” optik testeridan har bir foydalanishdan avval uning konnektori uchidan himoya qalpoqchasini olib qo‘yib, uni zudlik bilan shnurning konnektori bilan ulash zarur. O‘lchashlar tugaganidan so‘ng himoya qalpoqchasini albatta avvalgi joyiga o‘rnatib qo‘ying.
3.1. Optik signalni modellashtirish uchun optik aloqa liniyasining o‘qituvchi tomonidan beriladigan quyidagi boshlang‘ich ma’lumotlardan foydalaniladi:
- liniya uzunligi L (km);
- yorug‘lik uzatgichi – optik tola (ko‘p modali yoki bir modali);
- optik tolaning so‘nish koeffitsiyenti (dB/km);
- ko‘p modali optik tola uchun (psek/km) va bir modali optik tola uchun (psek/km*nm) dispersiya koeffitsiyenti t ning qiymatlari;
- bir modali optik tola uchun lazer diodining spektral kengligi ∆λ (nm) ;
- uzatish tezliklari V (mBit/sek).
Bu parametrlarning qiymatlarini modellashtirayotgan liniya va ulash uchun qo‘llaniladigan optik tolaning turini hisobga olgan holda tanlash lozim.
3.2.Aloqa liniyasining qabul qilish oxirida optik impulsning dispersiya tufayli kengayishi ∆t ni hisoblang.
Ko‘p modali aloqa liniyalari uchun ∆t kattalik quyidagi munosabat bilan


(5.1)

bir modali aloqa liniyalari uchun esa,

(5.1¹)

munosabat bilan aniqlanadi.

3.3.Modellashtirilayotgan liniyalarda so‘nishni quyidagi munosabat-dan foydalangan holda hisoblang:

A(dB) = α(dB/km)*L(km) (5.2)

4. 
   Fototok kuchaytirgichi yuklamasidagi kuchlanishning shovqin tashkil etuvchisi kattaligini hisoblang. Signallarni modellashtirishda qabul tomonida shovqinlar fototok shovqin tashkil etuvchisi I_fsi ning o‘rtacha kvadratik qiymati
   

(I_fsh)² = 2qP_o‘rtS f (5.3)

va qorong‘ilik toki shovqin tashkil etuvchisi I_qsh ning o‘rtacha kvadratik qiymati

(I_qsh)²=2qI_q f (5.4)

yig‘indisi sifatida aniqlanadi deb faraz qilinadi.

Bu yerda:
-R_o‘rt - fotodiod kirishidagi optik quvvat o‘zgarmas tashkil etuvchisining o‘rtacha qiymati, u har qanday modulyatsiya usulida noldan farq qiladi;
-S - fotodiod spektral sezgirligining qiymati, bu qiymat 4-laborotoriya ishida keltirilgan (3.4) munosabat bo‘yicha hisoblanadi;
-I_q - fotodiodga qo‘yilgan siljish kuchlanishiga mos kelgan qorong‘ilik tokining pasport qiymati: U_silj=5V da I_q=10^-9A;
- q - elektron zaryadi; q=1,6*10^-19Kl;
- ∆f- liniya bo‘ylab uzatiladigan signal egallagan chastotalar oralig‘i (polosasi): ∆f=2B.
Kuchlanishning kuchaytirgich yuklamasidagi shovqin tashkil etuvchisining amplitudasi quyidagi munosabat bilan aniqlanadi:

U_sh = K_t(√(I_shf )²+(I_sht )² ) (5.5)

K_t kattalik kuchaytirgich kirishidagi tok va uning yuklamasidagi kuchlanish tushishi orasidagi proporsionallik koeffitsiyenti. Bu koeffitsiyent K_T=2000 Om.

3.5.“OPTIK SIGNAL MANBAI” elektron bloki boshqarish organini boshlang‘iya holatga qo‘ying:
- tokni boshqaruvchi I₀, I₁ potensiometrlarning burchagini soat strelkasiga qarshi yo‘nalishda oxirgi holatga qo‘ying:
- “DISPERSIYA”,“SHOVQIN” almashlab ulagichlari tugmachasini bosilmagan holga qo‘ying;
-impulsli modulyatsiyani ulovchi “MODULYATSIYA” almashlab ulagichi tugmachasini bosib qo‘ying;
- analog modulyatsiyani ulovchi “MODULYATSIYA” almashlab ulagichi tugmachasini bosilmagan holga qo‘ying.
-“MODULYATSIYA”, “DISPERSIYA”, “SHOVQIN” potensiometrlari buragichlarini soat strelkasiga qarshi yo‘nalishda oxirgi holatga qo‘ying;
-“TARMOQ” tumblerini ulang. Bunda uning yoritgichi yonadi.
-“MANBANI TANLASH” almashlab ulagichi tugmachasini 1,3 yoki 1,5 mkm to‘lqin uzunliklaridan tanlab olingani bo‘yicha lazer diodining ulanishiga mos kelgan holatga qo‘ying. Bunda tegishli optik razetka ustidagi nazorat yorug‘lik diodi yonadi.
3.6. “FOTO QABUL QILGICH” elektron bloki boshqarish organlarini boshlang‘ich holatga qo‘ying:
-siljish kuchlanishini boshqaruvchi “SILJISHNI BOSHQARISH” potensiometri buragichini soat strelkasiga qarshi yo‘nalishda oxirgi holatga qo‘ying.
-“NOLGA QO‘YING” almashlab ulagichi tugmachasini bosillmagan holga qo‘ying;
-“SEZGIRLIK” almashlab ulagichi tugmachasmni 1-holatga qo‘ying;
-“TARMOQ” tumblerini ulang. Bunda uning yoritgichi yonadi.
-“SILJISH KUCHLANISHINI BOSHQARISH” potensiometri buragi-chini panel yuza sirtidagi asbob bo‘yicha kuchlanishning o‘qituvchi tomonidan berilgan qiymatiga mos holatga qo‘ying.
3.7.Modellashtirilayotgan liniya turiga qarab bir modali yoki ko‘p modali tolali shnur yordamida “OPTIK SIGNAL MANBAI” elektron blokini “TOPAZ 3000” optik quvvat o‘lchagichi kirishi bilan ulang (5.1-rasm). Uni optik quvvat R ning absolyut qiymatini o‘lchash rejimiga qo‘ying. Bu holda o‘lchagich kirishiga modulyatsiyalangan signal kiradi. Shu sababdan o‘lchagich ko‘rsatkichlari optik signal o‘rtacha qiymatiga mos keladi.
3.8. “OPTIK SIGNAL MANBAI” elektron bloki paneli yuza sirtidagi “I₀^” potensiometri yordamida I₀ tokning lazer diodi bo‘sag‘a tokiga teng qiymatini qo‘ying.
3.9. “OPTIK SIGNAL MANBAI” elektron bloki paneli yuza sirtidagi “I₁^”potensiometri yordamida modulyatsiyalovchi tok amplitudasi I₁ ning qiymatini asta-sekin oshirib, lazer diodi tomonidan nurlanadigan optik signal o‘rtacha quvvatining mumkin bo‘lgan maksimal qiymatiga erishing. Quvvat o‘rtacha qiymatining nazorati «TOPAZ 3000” optik quvvat o‘lchagichi yordamida amalga oshiiladi. Quvvatning o‘rtacha qiymatini qayd eting.

5.1-rasm. Optik signal manbai chiqishini optik tola yordamida “TOPAZ 3000” optik tester kirishi bilan ulash sxemasi

3.5.O‘lchagichni so‘nishni (dB da) o‘lchash rejimiga o‘tkazing. Uning displey ekranida nolga teng sathini belgilang. Buning uchun panel yuzasidagi (→0←) tugmachasini bosib qo‘ying.

3.11. Tolali shnurni «TOPAZ 3000” optik quvvat o‘lchagichidan uzing va uni umumiy so‘nish qiymati 15 dB bo‘lgan o‘zgaruvchan attenyuator kirishi bilan ulang. Attenyuator 6-platada joylashgan (11.5-rasm). Uning chiqishini tolali shnur yordamida optik quvvat o‘lchagichi g‘altagini (u modellashtirilayotgan liniya turiga qarab bir modali yoki ko‘p modali bo‘lishi mumkin) normallashtirib, kirish rozetkasiga ulang. Bir modali normal-lashtiruvchi g‘altak 5- platada, ko‘p modali normallashtiruvchi g‘altak esa, 7-platada joylashgan.
3.12.Normallashtiruvchi g‘altak chiqish rozetkasini modellashtiri-layotgan liniya turiga qarab bir modali yoki ko‘p modali o‘tish tolali shnuri yordamida kommutatsiya qutisining rozetkalaridan biriga ulang (qutidagi rozetkalarning yuqori qatori bir modali optik tolalar uchun, ularning pastki qatori esa ko‘p modali optik tolalar uchun mo‘ljallangan).
3.13. Modellashtirilayotgan liniya turiga qarab bir modali yoki ko‘p modali o‘tish tolali shnurlari yordamida kommutatsiya tuguni chiqish rozetkalarinin galma-gal ulang. Bu quti maketning qarama-qarshi tomonida «TOPAZ 3000” optik quvvat o‘lchagichining kirishi bilan birga joylashgan. Ulashlarni rozetkalardan birida optik quvvat mavjud bo‘lishiga qadar amalga oshiring. Optik quvvatning 4 ta optik toladan payvandlash yordamida faqat uchtasi ulanganligini hisobga olish lozim. Shu sababdan 4 ta holdan birida chiqish rozetkalaridan birortasida optik quvvat qayd etilmaydi. Bu holda normallashtiruvchi g‘altakning chiqish rozetkasini o‘sha qatordagi normallashtiruvchi g‘altakning ixtiyoriy boshqa rozetkasi bilan ulang.
3.14.Attenyuatorning boshqaruvchi gaykasini burab optik quvvat o‘lchagichi displeyida attenyuator so‘nishini 3-bandda o‘tkazilgan hisoblash natijalariga mos qilib qayd eting. Zarurat tug‘ilganida optik sxemaga modellashtirilayotgan liniyaga mos ravishda bir modali yoki ko‘p modali o‘zgarmas attenyuatorni (20 dB) ulang. U 6-platada joylashgan.
3.15.O‘tish tolali shnurini «TOPAZ 3000” optik quvvat o‘lchagichidan uzing va foto qabul qilgichning optik kirishi bilan ulang.
3.16. Laboratoriya maketi tarkibiga kiruvchi kaoksial kabel yordamida quyidagi ulashlarni bajaring:
-“OPTIK SIGNAL MANBAI” elektron bloki paneli yuza sirtidagi “KT3” uyachasini ostsillografning birinchi kanali kirishi bilan ulang;
-“OPTIK SIGNAL MANBAI” elektron bloki paneli yuza sirtidagi “OSTSILLOGRAF SINXRONIZATSIYASI” uyachasini ostsillografning sinxronizatsiya kanali kirishi bilan ulang.
-“FOTO QABUL QILGICH” elektron bloki paneli yuza sirtidagi “KUCHAYTIRGICHNING CHIQISHI” uyachasini ostsillografning ikkinchi kanali kirishi bilan ulang.
3.17. Ostsillografni manbaga ulang. Kanallarning ikkala kirishlari almashlab ulagichlarini (=) signallarning o‘zgarmas tashkil etuvchisini kuzatishni ta’minlovchi ochiq kirish holatiga qo‘ying. Ostsillograf isiganidan so‘ng ekranda modulyatsiyalovchi (birinchi kanal) va foto qabul qilgich tomonidan qabul qilinadigan signalning (ikkinchi kanal) ossillogrammalari paydo bo‘ladi. Boshqarish organlari yordamida ostsillogrammalarning barqaror tasvirini olishga erishing. Zarurat tug‘ilganida chiziqlar tasvirini vertikal va gorizontal yo‘nalishlarda yorqinlikni o‘zgartirish, fokuslash va markazlashtirish yo‘li bilan to‘g‘rilang.
3.18. 3.2- bandda aniqlangan impulsning dispersiya jarayoni tufayli kengayishini qo‘ying. Buning uchun quyidagi amallarni bajaring:
- ostsillograf ekranidagi chiziqli shkala bo‘yicha impuls davomiyligi T (mm) ni o‘lchang;
- quyidagi munosabat bo‘yicha impulsning kengayishini hisoblang:

T (mm) = T (mm) (∆t 2V); (5.6)

-“OPTIK SIGNAL MANBAI” elektron bloki paneli yuza sirtidagi “DISPERSIYA” almashlab ulagichi tugmachasini bosib qo‘ying;

-“OPTIK SIGNAL MANBAI” elektron bloki paneli yuza sirtidagi “DISPERSIYA” potensiometri buragichini burab ostsillograf ekranida impulsning talab etilgan kengayishiga erishing. Buning uchun kuzatilayotgan signallarning ixtiyoriy bittasidan foydalanish mumkin.
3.19. 3.4-bandda aniqlangan kuchaytirgich yuklamasidagi kuchlanishning shovqin tashkil etuvchisi amplituda qiymatini qo‘ying. Buning uchun quyidagi amallarni bajaring:
- ostsillografning birinchi kanalida kuzatiladigan signal (foto qabul qilgich chiqishidagi signal)ning amplituda qiymatini uning ekranida qayd eting;
- impuls modulyatsiyasi indeksli “MODULYATSIYA” potensiometri buragichini soat strelkasiga qarshi yo‘nalishda oxirigacha burang. Bunda ossillograf ekranida ikkala kanal bo‘yicha ham to‘g‘ri chiziq kuzatiladi;
- “OPTIK SIGNAL MANBAI” elektron bloki paneli yuza sirtidagi “SHOVQIN” almashlab ulagichi tugmachasini bosib, shovqin generatorini ulang;
-“SHOVQIN” potensiometri buragichini burab, ostsillografning birinchi kanalida kuzatiladigan signalning talab etilgan sathini qo‘ying;
-impuls modulyatsiyasi indeksli “MODULYATSIYA” potensiometri buragichini soat strelkasi yo‘nalishi bo‘yicha burab, foto qabul qilgich chiqishida signalning boshlang‘ich amplitudasini tiklang.
3.20. Ostsillografning birinchi kanalida kuzatilgan signal model-lashtirilgan signalga mos keladi.
3.21. O‘lchashlar bajarilganidan so‘ng:
-ikkala elektron bloklari panellarining yuza sirtidagi barcha potensiometrlar buragichlarini soat strelkasiga qarshi yo‘nalishda oxirgi holatga qo‘ying.;
-ikkala elektron bloklarida “TARMOQ” tumblerlarini o‘chiring.