Mikrobangų ir optoelektroninių matavimo sistemų signalų skaitmeninis apdorojimas

Abstract

Sparčiam duomenų perdavimui dideliu atstumu plačiai naudojami optiniai kabeliai. Siekiant užtikrinti patikimą ir saugų duomenų perdavimą, būtina stebėti šių kabelių kokybę. Optinių kabelių periodinei kokybės patikrai naudojama monitoringo sistema. Monitoringo sistema nustato vieną iš svarbiausių optinių kabelių parametrą – slopinimo koeficiento išilginį pasiskirstymą, aptinka linijos gedimus ir nustato jų vietas. Mikrobangų signalų apdorojimui naudojamos analoginės ir skaitmeninės grandinės. Analoginės grandinės apdorojimo sparta priklauso nuo grandinės elementų dažninių charakteristikų, o skaitmeninių grandinių nuo ASK spartos ir procesorių našumo. Analoginėmis grandinėmis bendruoju atveju signalai apdorojami sparčiau negu skaitmeninėmis grandinėmis. Siekiant sumažinti spartos skirtumą, vietoje bendros paskirties procesorių, naudojamos lauku programuojamos loginės matricos. Darbo tikslas – ištirti ir patobulinti mikrobangų ir optoelektroninių matavimo sistemų skaitmeninių signalų apdorojimo metodus ir procesus. Darbe atlikta mikrobangų ir optoelektroninių matavimo sistemų skaitmeninių signalų apdorojimo metodų analitinė apžvalga. Sukurta optinių linijų monitoringo sistemos valdymo posistemės. Ši sistema stebimose linijose aptinka gedimus ir apie juos praneša aptarnaujančiam personalui SMS žinutėmis ir e–laiškais. Kitoje darbo dalyje modernizuota stroboskopinio oscilografo valdymo grandinė, kurioje signalus apdoroja lauku programuojama loginė matrica. Modernizuotame stroboskopiniame oscilografe pridėtas antras kanalas, o ASK vertės siunčiamos per vertikaliojo kanalo operatyviąją atmintį.

Optical fibers are widely used for data transmission over long distances. In order to ensure a reliable and secure data transmission, it is necessary to monitor the quality of the optical cable. Monitoring system is used for fiber optical cable quality periodic verification. The monitoring system provides one of the most important parameter for optical cables – the attenuation coefficient of the longitudinal distribution and detects line faults. Microwave signal processing performs analog and digital circuits. Analogue circuit processing speed depends on the frequency characteristics of the circuit elements and the digital circuits of the ADC speed and processor performance. In a general case, analog circuits processing signals faster than digital circuits. In order to reduce the speed difference, instead of general purpose processors is used field programmable logic arrays. The aim of thesis is to explore and improve digital signal processing of microwave and optoelectronic measurement systems techniques and processes. Analytical review of the digital signal processing methods of microwave and optoelectronic measurement systems was done in the 1–st thesis part. Management subsystem of the optical line monitoring system has been developed in the 2–nd thesis part. This system detects faults in the optical fiber and report them to the system operators via SMS and e–mails. In the 3–rd part of the master’s thesis control unit of the sampling oscilloscope has been modernized using a field programmable gate array. A second channel has been added to modernized sampling oscilloscope, and the ADC values are sent through a vertical channel random access memory.