UNIVERZITA TOMÁŠE BATI VE ZLÍNĚ FAKULTA APLIKOVANÉ INFORMATIKY

UNIVERZITA TOMÁŠE BATI VE ZLÍNĚ – FAKULTA APLIKOVANÉ INFORMATIKY

PROCVIČENÍ VYBRANÝCH KOMUNIKAČNÍCH PRINCIPŮ

Ing. Petr Neumann, Ph.D.

Zlín 2013

Tento studijní materiál vznikl za finanční podpory Evropského sociálního fondu (ESF) a rozpočtu České republiky v rámci řešení projektu: CZ.1.07/2.2.00/15.0463, MODERNIZACE VÝUKOVÝCH

MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD

2

OBSAH ANALOGOVÁ KOMUNIKAČNÍ SOUPRAVA EC-696 ......................................... 5

1 1.1

2

Popis analogového zařízení EC 696 ...................................................................... 5 1.1.1

Vysílací modul EC-696 E ...................................................................................... 5

1.1.2

Přijímací modul EC-696 R ................................................................................... 7

MODULACE .............................................................................................................. 10 2.1

AM modulace ....................................................................................................... 11

2.2

FM modulace ........................................................................................................ 11

2.3

FDM Modulace..................................................................................................... 12

2.4

PWM Modulace ................................................................................................... 12 PRAKTICKÁ ČÁST .................................................................................................. 12

3 3.1

AM modulace ....................................................................................................... 12

3.2

Frekvenční multiplex (FDM) .............................................................................. 13 DIGITÁLNÍ KOMUNIKAČNÍ SOUPRAVA EC-796 ........................................... 14

4 4.1

FSK MODULÁTOR (FREKVENČNÍ MODULACE): ................................... 15

4.2 BPSK a DBPSK Modulátor (FÁZOVÁ MODULACE SIGNÁLU GPS METODOU BPSK a KLÍČOVÁNÍ FÁZOVÝM ZDVIHEM) .......................................... 15

4.3

4.4

4.2.1

QPSK a DQPSK Modulátor: .............................................................................. 16

4.2.2

QAM Modulator :................................................................................................ 16

4.2.3

Vstupy ................................................................................................................... 16

4.2.4

Charakteristika vysílače ..................................................................................... 17

4.2.5

Popis panelu ......................................................................................................... 17

Funkce ................................................................................................................... 19 4.3.1

Blokové schéma vysílacího modulu .................................................................... 19

4.3.2

Popis obvodů ........................................................................................................ 20

VLASTNOSTI DEMODULÁTORU: ................................................................ 21 4.4.1

ASK Demodulator (OOK On-Off Keying): ...................................................... 21

4.4.2

FSK Demodulator (duální filtry, DFD): ............................................................ 21

4.4.3

FSK Demodulator (PLL): ................................................................................... 22

4.4.4

BPSK a DBPSK Demodulátory: ........................................................................ 22

4.4.5

DPSK .................................................................................................................... 23

4.4.6

QPSK, DQPSK a QAM (APK) Demodulátory: ................................................ 23

4.4.7

QPSK .................................................................................................................... 23 MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

3 4.4.8

DQPSK ................................................................................................................. 24

OPTICKÁ KOMUNIKAČNÍ SOUPRAVA EF-970 ............................................... 27

5 5.1

ÚVOD .................................................................................................................... 27 5.1.1

Stručný popis ovládacích prvků soustavy EF-970B-E ..................................... 28

VYSÍLAČ .................................................................................................................... 34

6 6.1

VYSÍLAČ EF-970/E ........................................................................................... 34

6.2

Obecné bezpečnostní pravidla ............................................................................ 35

6.3

Bezpečnostní symboly .......................................................................................... 36

6.4

Integrované vnitřní vstupy .................................................................................. 36

6.5

LF generátor ......................................................................................................... 37

6.6

Kanál 1 a 2 ............................................................................................................ 38

6.7

Miliampérmetr ..................................................................................................... 38

6.8

Optické výstupy vysílače ..................................................................................... 39

6.9

Laserový vysílač ................................................................................................... 39 PŘIJÍMAČ .................................................................................................................. 40

7 7.1

MULTIFUNKČNÍ PŘIJÍMAČ EF -970/E ........................................................ 40

7.2

Přijímací část ........................................................................................................ 40

7.3

Optické vstupy ...................................................................................................... 41

7.4

Vestavěný měřič optického výkonu .................................................................... 41

7.5

Digitální signál kanálového bloku ...................................................................... 42

7.6

Analogový signál kanálového bloku ................................................................... 42

8

STRUKTURA OPTICKÉHO KABELU ................................................................. 42

9

PŘÍSLUŠENSTVÍ ...................................................................................................... 43 9.1

Doplňkový soubor EF 970-01 PLASTIC ........................................................... 43 9.1.1

MOŽNOSTI ......................................................................................................... 44

10

ZADÁNÍ LABORATORNÍCH ÚLOH .................................................................... 45

11

POUŽITÁ LITERATURA ........................................................................................ 46

MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

4

STRUČNÝ OBSAH PŘEDNÁŠKY: Analogová komunikační souprava EC-696 Modulace Digitální komunikační souprava EC - 796 Optická komunikační souprava EF-970 Vysílač Přijímač Struktura optického kabelu Zadání laboratorních úloh

MOTIVACE: Pro pochopení a promyšlení mnohých principů je vhodné, pokud je lze demonstrovat na praktických funkčních objektech. V rámci předmětu jsou právě k tomuto účelu k dispozici komunikační soupravy, které umožňují experimenty s analogovou i číslicovou komunikací včetně variant modulačních schémat. Dvoubodová jednosměrná komunikace mezi vysílacím a přijímacím modulem má volitelné kanály realizované kroucenou dvojlinkou, koaxiálním kabelem, infračerveným prostorovým šířením, radiofrekvenčním kanálem a optickým vláknem. Optické komunikaci je pak věnována samostatná souprava a sada úloh typu jednosměrného přenosu od vysílače k přijímači s možností detailního seznámení a experimentování s parametry charakterizujícími a ovlivňujícími komunikaci po optickém kabelu. Každá úloha dává prostor nejen pro experimenty v zájmu pochopení principů a souvislostí, ale také pro formulaci technické zprávy a diskuzi naměřených výsledků a okolností pro jejich dosažení.

CÍL: Seznámit se a prostudovat principy analogové a digitální komunikace včetně vybraných typů modulací. Důležitou složkou cvičení je i studium rušivých vlivů v přenosových kanálech a porovnání odolnosti jednotlivých modulací vůči těmto vlivům. Posoudit možnosti potlačení rušivých vlivů na přenosový kanál.


Analogová komunikační souprava EC-696

ANALOGOVÁ KOMUNIKAČNÍ SOUPRAVA EC-696

1

1.1 POPIS ANALOGOVÉHO ZAŘÍZENÍ EC 696 EC 696 je výcvikový komunikační modul, ve kterém si můžeme vyzkoušet modulaci a demodulaci signálů. Jsou použity různé styly zářičů a přenosových kanálů, všechny z nich mají volitelné digitální ovládání. Zařízení obsahuje 2 části:  Přijímač (EC-696 R) 

Vysílač (EC-696 E)

Pomocí tlačítek na modulech si můžeme vybrat, kterou přenosovou cestu mezi zařízeními zvolíme. Oba moduly, přijímací i vysílací, mají logické obvody, které kontroluji zapnutí/vypnutí prvků systému. Stav zapnutí je indikován světelnými diodami LED, které jsou umístěny u jednotlivých obvodů. 1.1.1 Vysílací modul EC-696 E EC-696 /E vysílací systém obsahuje vstupy pro funkční generátory a mikrofony. Zařízení umožňuje rychlé nastavení vstupních modulací (AM, FM, PWM) a přenosových cest skrze 5 kanálů: dvojlinka, koax.,optický kabel, infračervený nebo rádiový kanál. Toto zařízení umožňuje přenést 2 různé kanály nezávisle pomocí FDM (frequency division modulation).

Obr.1 – Vysílací modul EC-696 E


5

Analogová komunikační souprava EC-696 Levá strana EC-696/E • [10] Coax. 1:BNC – vstup pro funkční generátor •

[11] Coax. 2:BNC - vstup pro druhý funkční generátor

•

[12] MIC. 1: 3.5mm jack, pro mikrofon č.1

•

[13] MIC. 2: 3.5mm jack, pro mikrofon č.2

Pravá strana EC-696/E • [20] Tx. 27 MHz:BNC, vysílací anténa •

[21] IR.: Infračervený vysílač

•

[22] O.F: Výstupní konektor pro optický kabel

•

[23] Coax.: BNC, koaxiální výstup

•

[24] Výstup pro kroucenou dvojlinku


6


Technické parametry EC-696 E

1.1.2 Přijímací modul EC-696 R EC-696 /R je přijímací zařízení, které slouží k přijmutí a demodulaci signálu z vysílače Demodulovaný signál můžeme zobrazit na osciloskopu skrze testovací body nebo si jej můžeme poslechnout sluchátky.


7


Obr. 2 – Přijímací modul EC-696 R Levá strana EC-696/R • [40] Kroucená dvojlinka vstup •

[41] Koaxiální vstup

•

[42] O.F: Vstupní konektor pro optický kabel

•

[43] I.R: Infračervený přijímač

•

[44] Přijímací 27 MHz anténa

Pravá strana EC-696/R • [50] Amplitudová kontrola výstupu S2 •

[51] S2 výstup osciloskopu

•

[52] 3.5mm stereo jack pro sluchátka MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

8

Analogová komunikační souprava EC-696 •

[53] Amplitudová kontrola výstupu S1

•

[54] S1 výstup osciloskopu


9

Modulace

Technické parametry EC-696 R

2

MODULACE

Modulace je nelineární proces, kterým se mění charakter vhodného nosného signálu pomocí modulujícího signálu. Modulace se velmi často používá při přenosu nebo záznamu elektrických nebo optických signálů. Nejběžnějšími příklady zařízení spotřební elektroniky využívajících modulaci jsou například rozhlasový a televizní přijímač, mobilní telefon, různé typy modemů, satelitní přijímače atd. Modulační signál (nahoře) modulující amplitudu (AM) nebo frekvenci (FM) nosné vlny. Zařízení, které provádí modulaci se nazývá modulátor. Musí vždy obsahovat nějaký nelineární prvek, jinak nemůže k modulaci dojít. Platí to ale i naopak. Jakmile se jakékoliv dva signály setkají na nějakém nelineárním prvku nebo v nelineárně se chovajícím prostředí, dojde k jejich vzájemné modulaci tzv. intermodulaci. Opakem modulace je demodulace, kterou provádí demodulátor. MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

10

Modulace

2.1 AM MODULACE Amplitudová modulace patří mezi jednoduché spojité modulace. V závislosti na změně modulačního signálu se mění amplituda nosného signálu. Frekvence ani fáze nosné vlny se u této modulace nemění. Historicky je to nejstarší druh modulace. Začala se používat při experimentech s radiovým vysíláním těsně po roce 1900. Klasická amplitudová modulace obsahuje nosnou vlnu a dvě (součtové a rozdílové) postranní pásma (DSB - Dual Side Band). Mnohdy se ale z různých důvodů některé z těchto složek odstraňují a tak vznikají modulace s jedním postranním pásmem (SSB - Single Side Band) nebo s potlačenou nebo alespoň redukovanou nosnou (SC - Suppresed Carrier nebo RC Reduced Carrier).

2.2 FM MODULACE Principem frekvenční modulace (FM) je závislost okamžitého kmitočtu nosné vlny na změnách amplitudy modulačního signálu. Můžeme říct, že okamžitá úhlová frekvence Ω(t) je funkcí času a mění se v rytmu okamžité výchylky modulačního signálu. Informace je tedy kódována nikoliv změnou amplitudy nebo fáze, ale změnou frekvence nosné vlny. Maximální amplitudě napětí modulačního průběhu Um odpovídá maximální změna kmitočtu nosné, kterou nazýváme frekvenční zdvih a značíme Δf, čemuž odpovídá úhlová frekvence ΔΩ. FM modulace se používá např: při vysílání rozhlasu, přenosu obrazového signálu televize.


11

Praktická část

2.3 FDM MODULACE Jedná se o modulaci při níž se dělí jeden přenosový kanálu na více subkanálů. Každému z nich je přidělena taková část celkové šířky pásma, jakou potřebuje (tj. jaká je jeho šířka pásma). Jednotlivé subkanály jsou "navršeny na sebe„. Uživatelé jednotlivých kanálů si mohou myslet, že mají k dispozici samostatné, na sobě nezávislé přenosové kanály

2.4 PWM MODULACE Pulse width modulation - pulzně šířková modulace. Diskrétní modulace pro přenos analogového signálu pomocí dvouhodnotového signálu (U, I, světelný tok). Pro demodulaci takového signálu pak stačí dolno-frekvenční propust. Používá se ve výkonové elektronice pro řízení velikosti napětí nebo proudu.

3

PRAKTICKÁ ČÁST

3.1 AM MODULACE 1. Na vysílači nastavíme pomoci tlačítka modulation AM modulaci. 2. Na osciloskopu zobrazíme signál z testovacího bodu C (vysílač) a tento signál má frekvenci 100Khz a amplitudu kolem 3Vd. Tento signál se používá jako nositel AM modulačního signálu. 3. Připojíme funkční generátor koaxiálním kabelem do konektoru COAX 1 a poté nastavíme na generátoru 1 kHz a sledujeme. Držíme amplitudu na potenciometru v polovině pozice. 4. Na osciloskopu vidíme po připojení testovacího bodu C se zobrazí námi žádaný signál.Synchronizujeme externě signál z osciloskopu se synchronizačním signálem generátoru. 5. Pomocí koaxiálního kabelu propojíme vysílač s přijímačem, pomocí tlačítka transmission na vysílači nastavíme výstup COAX. Na přijímači nastavíme pomocí tlačítka reception COAX vstup. Pomocí tlačítka demodulation nastavíme AM demodulaci. 6. Na testovacím bodě A přijímače, přiložíme sondu a zobrazil se nám namodulovanný signál vysílače. 7. Za použití sondy opět změříme signál na testovacím bodě C, tentokrát se však jedná o demodulovaný signál a je zřejmé lehké zkreslení. 8. Stlačením tlačítka imput na vysílači si navolíme vstupní kanál MIC 1, následně na vstup vysílače připojíme mikrofon a zatímco jeden ze členů teamu produkuje zvuky do mikrofonu, druzí sledují změny signálu na testovacím bodě C. Na výstup přijímače připojíme sluchátka a zkontrolujeme tak správnost celé operace přenosu.


12

Praktická část

3.2 FREKVENČNÍ MULTIPLEX (FDM) Frekvenční multiplexing spojuje dva signály do jednoho. Přepneme na FDM1 nebo 2 tlačítkem FDM. Připojíme jiný signál na druhý vstup vysílače a povolíme oba vstupy tlačítkem INPUTS2 (toto tlačítko slouží pouze pro případ použití FDM1 nebo 2). Přičemž na druhý vstup žádný signál nepřipojujeme, ten je generován vysílačem a je odvozen z prvního signálu. Na výstupech tlačítkem OUTPUTS povolíme oba dva koaxiální výstupy a po jejich připojení na osciloskop získáme z každého jeden signál pro osciloskop. Oba přitom přenášíme z vysílače do přijímače přes jeden kanál (základní výhoda směšování). Použití FDM 1 nebo FDM 2 se výrazně neliší, pouze jsou zde použity různé nosné frekvence.

FDM1 (nahoře – 100kHz) se příliš neliší od FDM2 (dole – 300kHz), odlišné jsou pouze nosné frekvence


13

Digitální komunikační souprava EC-796

Při jakékoliv modulaci či dokonce v případě bez modulace můžeme pozorovat, jak rušení okolí ovlivňuje čistotu signálu. Nejjednoznačnější je to u IRDA přenosu. Pokud máme zvolen tento typ kanálu a zastíníme či úplně zakryjeme přímou viditelnost vysílače a přijímače, vidíme okamžitě značné zkreslení signálu či jeho úplnou ztrátu.

4

DIGITÁLNÍ KOMUNIKAČNÍ SOUPRAVA EC-796

Vysílač Specifikace: Vstupní signály: Coax. 1: vstup funkčního generátoru Nejvyšší úroveň: ± 2 V Pásmo propustnosti: 250 Hz - 3,400 Hz Vstupní impedance: 5 k při 1 kHz Konektor: BNC zásuvka Modul pulzně kódové modulace (PCM) vzorkování a kvantování Časovač: 1.333 mhz (4 mhz/3 crystal) Bit t: 12 μsec. 11-bitové snímání: 1 start, 8 code, 1 stop and 1 parity Perioda snímání: 132 μsec. (144 μsec. max) Vzorkovací frekvence: 7.575 kHz (6.945 kHz nejméně) Antialiasing filtr: Šířka pásma: 3 dB: 280 Hz - 3,400 Hz. Mikrofonní kompresor a expandér: NE 571 (Philips) Charakteriskita modulátorů: ASK modulátor (amplitudová modulace): Kmitočet značky: 390 kHz (± 2%) Kmitočet mezery: DC Šířka pásma modulátoru: DC - 60 kHz


14

Digitální komunikační souprava EC-796 Amplitudová modulace patří mezi jednoduché spojité modulace. V závislosti na změně modulačního signálu se mění amplituda nosného signálu. Frekvence ani fáze nosné vlny se u této modulace nemění.

Obrázek 1amplitudová modulace (typ OOK)

4.1 FSK MODULÁTOR (FREKVENČNÍ MODULACE): Kmitočet značky: 390 kHz (± 4%) Kmitočet mezery: 560 kHz (± 3%) Šířka pásma modulátoru: DC - 60 kHz (DFD PŘÍJEM) DC - 200 kHz (PLL PŘÍJEM) Principem frekvenční modulace je závislost okamžitého kmitočtu nosné vlny na změnách amplitudy modulačního signálu. Informace je tedy kódována nikoliv změnou amplitudy nebo fáze, ale změnou frekvence nosné vlny.

Obrázek 2 frekvenční modulace

4.2 BPSK A DBPSK MODULÁTOR (FÁZOVÁ MODULACE SIGNÁLU GPS METODOU BPSK A KLÍČOVÁNÍ FÁZOVÝM ZDVIHEM) Nosná frekvence: 333.3 kHz (± 1%) MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

15

Digitální komunikační souprava EC-796 Šířka pásma modulátoru: DC - 45 kHz BPSK: je digitální modulací založenou na posunutí fáze harmonické nosné pro 0° nebo 180° s unipolárním binárním signálem. Modulace BPSK je ekvivalentní s PM modulací digitálního signálu a také s modulací DSB-SC pásmového signálu s polárním digitálním signálem. Na následujícím obrázku je uveden časový průběh modulovaného signálu DSB-SC s použitým před-modulačním filtrem. Z tohoto průběhu vyplývá, že použitím před-modulačního filtru pro modulovaný BPSK signál vzniká DSB-SC modulovaný signál.

Obrázek 3 BPSK modulace 4.2.1 QPSK a DQPSK Modulátor: Nosná frekvence: 166.6 kHz (± 1%) Šířka pásma modulátoru: DC - 45 kHz QPSK: jedná se o modulaci, při které může fáze nosné nabývat některé ze čtyř hodnot (odtud také plyne její název) DQPSK: jinou možností modifikace základního principu QPSK je - DQPSK (differential quadriphase -quadrature shift keying). Vyznačuje se dvěma výhodami - díky tomu, že informace je skryta ve změně fáze, umožňuje nekoherentní příjem. Navíc omezuje vliv parazitní amplitudové modulace. 4.2.2 QAM Modulator : Nosná frekvence: 166.6 kHz (± 1%) Šířka pásma modulátoru: DC - 45 kHz Úrovně: 8 QAM: jedná se o složenou modulaci, která k vytváření symbolů využívá kombinaci amplitudového a fázového klíčování. Každý stav je reprezentován určitou hodnotou amplitudy a fáze jak je zobrazeno na obrázku v konstelačním diagramu. Jde o více-stavovou modulaci, která je schopna přenášet n bitů pomocí m symbolů, to znamená, že v jediný okamžik přenesete více bitů najednou

4.2.3 Vstupy Coax. 2: TTL signálový vstup Úroveň: 0 - 5 V Maximální pásmo propustnosti: DC - 300 kHz (základní pásmo) Vstupní impedance: > 100 k při 1 kHz Konektor: BNC zásuvka MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

16

Digitální komunikační souprava EC-796 Mic. 1: vstup mikrofn Minimální citlivost: 6 mVšš Maximální citlivost (bez kompandoru): 80 mVšš Pásmo propustnosti: 280 Hz – 3 400 Hz Vstupní impedance: > 20 k při 1 khz Kontektor: 3.5 mm jack - zásuvka 4.2.4 Charakteristika vysílače Dvoulinka: Výstupní úroveň (měřená v konektoru): - přijímač nespojen: 0 v ±4 V (podle modulace) - přijímač spojen: 0 v ±3 V (podle modulace) Konektor: konektor „banán“ - zásuvka Koaxiální kabel Výstupní úroveň (měřená v konektoru): - přijímač nespojen: 0 v ±4 V(podle modulace) - přijímače spojen: 0 v ±3 v (podle modulace) Konektor: konektor „banán“ - zásuvka Optické vlákno Vyslání: LED dioda Vlnová délka vyslání: 850 nm (červená) Infračervený vysílač Vyslání: LED Vlnová délka vysílání: 950 nm 27 MHz Radiový vysílač: Výstupní úroveň na 50 : 10 dBm Anténa: monopól. 5 mm kabel, 150 cm délka Konektor: BNC zásuvka Nosný kmitočet: 27 mHz (krystal) Modulace AM: modulační ČINITEL od 10 do 40%, dle vybrané modulace. 4.2.5 Popis panelu Přijímač i vysílač mají logický přepínací systém, kterým se ovládá aktivace/deaktivace jednotlivých komponentů systému. Stav aktivace je indikován LED diodou. Aktivace jednotlivých komponentů uživatel řídí pomocí tlačítek na předním panelu.


17


Přední panel:

[1] Hlavní vypínač – přívod el. energie pro panel [2] Tlačítko ovládání vstupů: aktivace jednoho z možných vstupů. Stav je indikován žlutou LED diodou. [3] Filtr vyhlazení /compresor signálu tlačítko: aktivace antialiasing filtru, nebo zesilovače pro vstupní generátor, nebo mikrofon. [4] Modulace: výběr druhu modulace [5] Channel Simulation - toto tlačítko umožňuje vybrat, zda chcete přenášet signál bez zkreslení (přímé), přenést signál přes-dolní propust nebo zavést rušení, šum nebo útlum (degradace kanálu). [6] Přenos - tlačítkem zvolíme, jakým druhem přenosu budeme signál přenášet


18


4.3 FUNKCE 4.3.1 Blokové schéma vysílacího modulu Následující graf znázorňuje strukturu modulu vysílače a různé operační možnosti.

Modul je rozdělen do různých snadno rozeznatelných bloků: vstupy, A / D převodník (analogově digitální), modulace, simulace kanálu a vysílače. Existují tři různé vstupy: mikrofon, generátor funkcí a TTL vstup. Signál z mikrofonu prochází přes předzesilovač pro dosažení správné úrovně. Po výběru TTL vstupu jde signál přímo na modulátor, jedná se o již digitální signál. Ani A / D převodník, ani UART zde nejsou zapojeny. Signály poslané mikrofonem nebo generátorem jdou do A / D převodníku. Tento blok zahrnuje antialiasing filtr a kompresor. Kompresor (vedle expandéru nacházejícího se v přijímači) je určen pro hlasové signály a umožňuje užití méně bitů v A / D konverzi beze ztráty kvality zvuku po rekonstrukci mikrofonového signálu. A / D převodník pracuje na vzorkovací frekvenci 7,6 kHz, jako je stavěn telefonní přístroj (300 - 3400 Hz). Pokud je zaveden signál vyšší frekvence, dojde k chybě při odebírání vzorků, bude jich příliš málo pro rekonstrukci signálu. Tento efekt se nazývá aliasing (překrývání) a dochází k němu při vzorkovacím signál vyšší frekvence než polovina vzorkovací frekvence (Nyquistovo kritérium). Když k tomu dojde, začne pracovat antialiasing filtr a eliminuje všechny signály o vyšší frekvenci, než ta která je přípustná. Antialiasing filtr působí jen na mikrofonové a generátorové vstupy a nikoli na TTL vstupy. Signál PCM vytvořený z UART vzorků získaných A / D převodníkem je odeslán do bloku modulátoru. V tomto bloku dochází k různým modulacím nebo k předání v základním pásmu. Jedná se zde o: ASK (Amplitude Shift Keying – amplitudová modulace), FSK (Frequency Shift Keying – frekvenční modulace), BPSK (Binary Phase Shift Keying – binárně fázová modulace (dvoustavová)), DPSK (Differential Phase Shift Keying – diferenciální fázová modulace), QPSK (Quaternary Phase Shift Keying – kvadraturní fázová modulace (čtyřstavová)), DQPSK (Differential Quaternary Shift Keying – diferenciálně kvadraturní fázová modulace) a QAM (Quadrature Amplitude Modulation – kvadraturně amplitudová modulace), poslední je chápána jako zvláštní případ APK (Amplitude and Phase Keying – amplitudově fázové modulace). V reálném přenosu by byl modulovaný signál předávaný na konkrétním kanálu zeslaben vnější interferencí, šumem nebo šířkou pásma kanálu. Tyto účinky mohou být simulované v přístroji. Můžete si zvolit k přenosu signálu MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

19

Digitální komunikační souprava EC-796 přímou cestu, nechat signál projít filtrem (dolní propust), kde lze oříznout frekvence nebo přes blok, který vám umožní přidat interference různých frekvencí, náhodný šum, nebo dokonce tlumící signál. Odtud signál přechází na vysílač. Nejčastějšími prostředky vysílání jsou pro digitální modulace rádio, koaxiální kabel nebo optické vlákno. Kromě toho přístroj nabízí další kanály, jako je kabel (dvojlinka) a infračervený port zvláště vhodné pro vzdělávací účely. 4.3.2 Popis obvodů Zdroj Dioda působí jako dvoucestný usměrňovač signálu, filtrující pomocí kondenzátorů C100, C102 a napěťových regulátorů IC62 a IC63 (+5 V) a vytváří symetrické stejnosměrné napětí v rozmezí ± 5 V s maximálním proudem 500 mA. Vstupy Na mikrofonovém vstupu je předzesilovač pro zesílení získaného signálu. Signál dosáhne úrovně společného emitoru tranzistoru (BC547). Následně signál prochází nízko propustným filtrem (R26, C20) a neinvertujícím zesilovačem (IC17). Generátor a TTL vstupy obsahují dvě Zenerovy diody pro omezení vstupního napětí. Výstupy Systém je vybaven zesilovačem k přímému připojení nízko impedančních sluchátek. Tento zesilovač je třídy AB a tvoří ho tranzistory T10-T11. Simulátor kanálů Charakteristiky, jako šířka pásma, útlum a vliv interferencí pro každý vysílač, jsou uvedeny v části o zářičích. Vzhledem k tomu, že kanál není ideální, může to snížit kvalitu signálu, a tak produkovat chyby v recepci. Aby bylo možné simulovat účinky neideálního kanálu, je kanálový simulátor součástí přístroje a dává na výběr ze tří možností: poslat přímý signál, poslat signál přes filtr (dolní propust) nebo ho rušit (jinými slovy přidat interferenci, náhodný šum nebo ho zeslabit). Všechny zásahy mohou být generovány nezávisle, a přidal se k signálu v požadovaném poměru pomocí potenciometrů. Filtr (dolní propust) Zdejší filtr je prvního řádu RC sítě (P1, C71), kde je přidán proměnný odpor, takže můžete nastavit rušící frekvenci filtru a sledovat účinek na různé modulace. Interference (rušení) Čtyři způsoby rušení mohou být generovány v různých frekvencích. Při generování těchto sinusoid jsou použity čtyři Colpittsovy oscilátory, jejichž signály jsou přidány a zesíleny použitím neinvertujícího zesilovače (IC54D), jak je znázorněno na obrázku níže. Potenciometry P2, P3, P4 a P5 lze upravit úroveň rušení. Šum Existují různé způsoby, jak generovat náhodný šum. Metoda, která se zdá nejjednodušší je začít od elementu šumu, odporu (tepelný šum), tranzistoru, Zenerovy diody, atd., a zesílení hluku. Ve skutečnosti se jedná o metodu používanou pro měření šumu ve vysokofrekvenční profesionální technice. Pro nižší frekvenční pásma je obvykle použito pseudo-náhodné posloupnosti PRBS Přijímač Specifikace modulu přijímače MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

20

Digitální komunikační souprava EC-796 Dvoulinka (Twin-line): Typ: přímý Konektor: BANAN Koaxální kabel přijímače: Typ: přímý Konektor: BNC Optické vlákno přijímače: Typ: Foto-dioda Pásmo příjmu: 400 - 1,100 nm (90% účinnost) Infračervený přijímač: Typ: Foto-dioda Pásmo příjmu: 800 - 1,000 nm (50% účinnost) 27 MHz přijímač: Pásmo příjmu: 27MHz Anténa: Monopole. 5 mm kabel, 150 cm dlouhý Konektor: BNC zásuvka

4.4 VLASTNOSTI DEMODULÁTORU:

4.4.1 ASK Demodulator (OOK On-Off Keying): Typ: Propustné pásmo Filtru, obálky detektoru a komparátor. Propustné pásmo: - Zdroj je mikrofon: nejméně celé pásmo až po mezní kmitočet vyhlazovacího filtru. - zdrojem je TTL vstup: DC - 60 kHz. Přenosové pásmo filtru: - Střední frekvence: 380 kHz. - Šířka pásma: 40 kHz (Q = 9,5). ASK signály jsou demodulovány rozlišováním mezi vysokou a nízkou úrovní amplitudy. Blokové schéma demodulátoru OOK je zobrazen na obrázku níže:

Obrázek 4 ASK 4.4.2 FSK Demodulator (duální filtry, DFD): Typ: Propustné pásmo filtrů, obálka detektoru komparátor mezi dvěma smyčkami. Propustné pásmo: - Odkazem na mikrofon a výstup signálu: nejméně celé vyhlazování filtru. - Odkazem na TTL vstup: DC - 60 kHz. Přenosové pásmo filtru 1: - Střední frekvence: 380 kHz. - Šířka pásma: 40 kHz (Q = 9,5). Přenosové pásmo filtru 2: MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

21

Digitální komunikační souprava EC-796 - Střední frekvence: 550 kHz. - Šířka pásma: 60 kHz (Q = 9,2). V demodulaci FSK se musí být tyto dva přenášené kmitočty odděleny. FSK DFD detektor je složen ze dvou obálka detektorů podobné té, která se používá v ASK, jeden pro každý kmitočet (390 kHz, 560 kHz). Když detektor jedné frekvence je na vysoké úrovní, měla by být druhá na nízké úrovni (je zde pouze jedna frekvence v každém okamžiku), takže po zadání dvou frekvencí v komparátoru modulovaný signál je obnoven. Blokové schéma FSK DFD detektoru:

Obrázek 5 FSK 4.4.3 FSK Demodulator (PLL): Typ: Přímý detektor pro PLL. Propustné pásmo: - Odkazem na mikrofon a výstup signálu: nejméně celé vyhlazování filtru. - Odkazem na TTL vstup: DC - 200 kHz. Alternativní způsob demodulací podle frekvence použité v dálkově řízených systémech, je použit PLL ("Phase Locked Loop"). Blokové schéma PLL detektoru je uveden níže:

Obrázek 6 FSK PLL První blok je filtr s dolní propustí, který odstraňuje vše, co má být mezi dvěma kmitočty detekováno. Dále je komparátor pro dosažení konstantní úrovně na vstupu PLL. 4.4.4 BPSK a DBPSK Demodulátory: Propustné pásmo: - Odkazem na mikrofon a výstup signálu: nejméně celé vyhlazování filtru. - Odkazem na TTL vstup: DC - 45 kHz. MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

22

Digitální komunikační souprava EC-796 Demodulátor BPSK musí získat přenášené bity ze dvou schéma pro tuto operaci je uveden níže:

možných fází. Platné blokové

Obrázek 7 BPSK Hlavním prvkem v demodulaci je multiplikátor. Vynásobením vstupního signálu s referenčním signálem získáme dva kmitočty: jeden kontinuální a další s dvojnásobnou frekvencí. Kontinuální složka bude pozitivní, pokud je vstupní signál ve fázi s referenčním signálem a negativní při 180° z fáze. Z tohoto signálu pomocí komparátoru dostaneme TTL úroveň signálu, který byl modulován. 4.4.5 DPSK Výhodou modulace DPSK s ohledem na BPSK je, že nevyžaduje referenční signál ve fázi se vstupním. Vstupní signál musí být zpožděn do doby intervalu jednoho bitu. Níže je blokové schéma demodulátoru DPSK:

Obrázek 8 DPSK 4.4.6 QPSK, DQPSK a QAM (APK) Demodulátory: Propustné pásmo: - Odkazem na mikrofon a výstup signálu: nejméně celé vyhlazování filtru. - Odkazem na TTL vstup: DC - 45 kHz. 4.4.7 QPSK Stejně jako u všech demodulací, je reverzní cesta k demodulaci vytvořena. Blokové schéma QPSK demodulátoru:


23


Obrázek 9 QPSK Modulovaný signál je rozdělen do jeho sinus a kosinus komponentů a poté vynásoben referenčním generátorem o 90° mimo fázi. Konečně, pomocí paralelně-sériovému převodníku jsou převedeny dvojce bitů na sérii bitů, a tím je získán PM signál. 4.4.8 DQPSK Stejné jako QPSK s tím rozdílem, že je vstupní signál zpožděn o jeden dvojbit (dibit).

Obrázek 10 DQPSK


24


Přední panel

Obrázek 11přední panel Přijímací modul má tři tlačítka pro ovládání konfigurace: [1] Hlavní vypínač: připojení k síti [2] tlačítko PŘÍJEM: výběr vstupního kanálu [3] Tlačítko DEMODULACE: pro výběr příslušného demodulátoru [4] Tlačítko Filtr REKONSTRUKCE/ EXPANZE SIGNÁLU: výběr rekonstrukčního a expanzního filtru [5] Tlačítka VÝSTUPY: pro výběr mezi audio signálem a TTL. Pro volbu TTL Výstup „jsou rekonstrukční a expanzní filtry automaticky odpojeny Levá strana

Obrázek 12 levá strana MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

25

Digitální komunikační souprava EC-796 [40] Twin:. konektor-(banán) vstup pro vedení. [41] Koax:. BNC vstup pro koaxiální vedení. [42] F.O.: Optický vstupní konektor. [43] I.R.: Infračervený přijímač [44] Tx. 27 MHz: BNC vstup antény přijímače Pravá strana

Obrázek 13 Pravá strana [50] S2: BNC výstup TTL. (BNC 2). [51] Ovládání hlasitosti pro sluchátka. [52] 3.5 mm mono jack pro sluchátka. [53] S1: BNC výstup osciloskop. (BNC 1). Blokové schéma modulu přijímače


26

Optická komunikační souprava EF-970 Existují přijímače, demodulátory, D/A převodníky a výstupy. Přijímací modul má podobné bloky jako vysílač, ale upraveny tak, aby vytvářely inverzní funkce, kromě pro kanál simulátoru. Přijímaný signál z přijímače jde do demodulátorů. Každý modulátor je spojen v přijímači s jeho demodulátorem. V případě FSK modulu jsou nabízeny dva různé způsoby demodulace signálu: jeden je přes dvojí filtry (detektoru s názvem 'Optimum non-coherent') a ostatní pomocí PLL. Po obnovení signálu PCM je poslední krok v rekonstrukci vyzařovaného signálu průchod přes D/A převodník, pokud si nevyberete TTL výstup. V tomto případě signál přicházející z demodulátoru nejde přes D/A převodník, ale jde přímo na výstup. V tomto případě signál přichází z demodulátorů a nejde přes D/A převodník, ale jde přímo na výstup. Uvnitř D/A převodníku je filtr obnovení - reconstructor a filtry expanderu. Tím, že experimentujeme s filtrem obnovením, tak můžete sledovat účinky na úrovni kvantizačního šumu přítomného v rekonstruovaném signálu. Expandér představuje inverzní roli ke kompresoru. Modul rovněž nabízí možnost snížit počet bitů v D/A převodníku. To je užitečné například při simulaci chyby v recepci bitů, jak eliminovat bit, který bude číst jako nulu. Kromě toho, že tím experimentujete s kvalitou rekonstruovaného signálu (zjištěno jak sluchátky, tak osciloskopem) můžete ocenit na praktické úrovni vztah mezi počtem bitů potřebnými pro zajištění komunikace a její subjektivní kvalitou. Pamatujte, že čím je menší počet přenášených bitů, tím bude rychleji stanovena komunikace. Co se týče výstupů, je tam jeden pro signály vycházející z vysílače pomocí funkce generátoru (BNC konektor), další pro sluchátka (jack konektor) a jiný pro TTL (BNC konektor).

5

OPTICKÁ KOMUNIKAČNÍ SOUPRAVA EF-970

5.1 ÚVOD EF-970 trenažér je inovativní systém určený pro výcvik, předvádění a experimentování s principy optické komunikace. Pomocí tohoto systému se lze seznámit se zásadami přenosu prostřednictvím optických vláken, LASERU a WDM (multiplexní vlnová délka). Zařízení se skládá z vysílače (EF-970/E) a přijímače (EF-970/R), setu optických kabelů, dokumentace a příslušenství. Výukové soubory EF-970 se vzájemně doplňují a tvoří komplexní učební pomůcku zaměřenou na: - přenos optického záření vláknem, fyzikální principy - parametry optických vláken, měření - zdroje záření a detektory, optický komunikační systém - moderní optické součástky, jejich využití a parametry - optické vlnové multiplexy WDM - optické vláknové senzory Výukové soubory jsou založeny na plastových vláknech, optické prvky jsou jednoduché na manipulaci, odolné proti mechanickému namáhání. Přenosy ve viditelné oblasti spektra poskytují experimentům názornost. Soubory jsou velmi vhodné jako základní učební pomůcka pro úvod do problematiky vláknové optiky MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

27

Optická komunikační souprava EF-970

28

i jako učební pomůcka pro školy s vyšší odborností nebo specializací. Učební pomůcka je založena na základním výukovém souboru EF-970 a dvou doplňujících souborech EF-970-01 a EF-970-02. 5.1.1 Stručný popis ovládacích prvků soustavy EF-970B-E Vysílač :

Zdroje záření:

Zdroj Vlnová Proud záření délka (mA) č. (nm) 1 526 10 2 590 15 3 660 11 4 850 17 5 650 25




29



30



31


Přijímač :


32



33

Vysílač

6

VYSÍLAČ

6.1 VYSÍLAČ EF-970/E Vysílač [obr. 1] se skládá z: - dvou nezávislých kanálů obsahujících optický výstup a laser. - Modulu s optickým měřením spotřeby - LF Generátoru signálu


34

Vysílač

Obr. 1. Vysílač EF-970/E

6.2 OBECNÉ BEZPEČNOSTNÍ PRAVIDLA Používat toto zařízení pouze se zapojením na společné uzemnění nebo v izolované síti. Jedná se o zařízení bezpečnostní třídy I, které musí být z bezpečnostních důvodů zapojeno do zásuvky s odpovídající zemnicí svorku. Při použiti příslušenství vybírejte pouze taková, která neohrožují bezpečnost provozu systému. Dodržujte všechny uvedené postupy při měření. Pamatujte si, že napětí vyšší než 100V DC nebo 50V AC jsou nebezpečné. Používejte tento přístroj za stanovených podmínek prostředí. Uživatel je pouze oprávněn provádět tyto úkony údržby: - Vyměnit síťovou pojistku uvedeného typu a hodnoty. - Jakékoliv jiné změny na zařízení by měly být prováděny kvalifikovanými pracovníky. Řiďte se pokyny pro čištění popsané v odstavci Údržba


35

Vysílač

6.3 BEZPEČNOSTNÍ SYMBOLY

6.4

INTEGROVANÉ VNITŘNÍ VSTUPY

Tento přístroj má osm integrovaných vstupů [obr. 2] s možností výběru. Vstupní signál může být pomocí tlačítek INPUTS CH1 a INPUTS CH2 poslán do kanálu 1 (CH1), kanálu 2 CH2 nebo do obou kanálů zároveň. 1- LF Generátor signálu: sinusový, trojúhelníkový, obdélníkový (interní) 2- DC Analogový vstup (75ohm) (externí) 3- AC Analogový vstup (75ohm) (externí) 4- Mikrofon (mono) (externí) 5- Digitální vstup (externí) 6- Digitální vstup invertovaný (externí) 7- Digitální vstup (logická 1) (interní) 8- Digitální přepínač “1“/“0“ pomocí TL1

(interní)

Vstupy 5 a 6 mají společný vstupní konektor, ale na vstupu 6 je signál obrácený. Pokud ani jeden ze dvou kanálů není připojen ke vstupu 1 (LF Generátor), interní generátor je odpojen. Pokud jsou oba spínače, S1 (1) a S1 (2) v pozici "DC" , pak generátor dává signál s poloviční MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

36

Vysílač amplitudou oproti špička-špička (peak-to-peak) (například: plná amplituda: +3V až -3V) tzn. 0V až +3V. Pokud jeden ze dvou přepínačů S1, je v pozici "DC" a druhý v pozici "AC", úroveň DC signálu je nulová. Pokud jsou oba spínače, S1 (1) a S1 (2) v pozici "AC“, pak generátor dává signál s poloviční amplitudou.

Obr. 2. Integrované vnitřní vstupy

6.5 LF GENERÁTOR Generátor LF [obr. 3] má čtyři ovládací tlačítka. Po stisknutí patřičného tlačítka vybere průběh: obdélníkový, trojúhelníkový nebo sinusový (poslední dvě vytvořené digitálně). Tlačítky "UP“ a „DOWN " lze na pseudo-logaritmické stupnici nastavit frekvenci od 0,3 Hz do 18 kHz. "1 kHz" tlačítko stanoví generátoru frekvenci 1 kHz.


37

Vysílač

Obr. 3. Modul LF Generátoru

6.6 KANÁL 1 A 2 Potenciometry P1 a P3 (GAIN) slouží k ovládání zesílení vstupního signálu. Potenciometry P2 a P4 (I-bias) se používají k nastavení DC proudu, kanálů 1 a 2 [obr. 4] Když je potenciometr P1 (nebo P3) v maximální pozici a P2 (nebo P4) je v minimální pozici, DC vstupní citlivost je 500 mVpp (pro jmenovité buzení kanálu). Amplituda kanálu je omezena od 0 do 3.3 V. Nad 3.3V dochází k přetížení.

Obr. 4. Moduly kanálů

6.7 MILIAMPÉRMETR Tento modul obsahuje miliampérmetr [obr. 5] měřící proud protékající přes zvolený světelný zářič. "A-METER CH1/CH2" tlačítko vybírá kanál, jehož proud je třeba sledovat.


38

Vysílač

Obr. 5. Miliampérmetr

6.8 OPTICKÉ VÝSTUPY VYSÍLAČE Tlačítky OUTPUTS CH1 a OUTPUTS CH2 vybíráme aktivní výstupní kanál. Je k dispozici šest výstupních zdrojů záření [obr.6] z nichž každý může být vybrán pouze pro jeden kanál Zdroje záření: 1. LED 526 nm 2. LED 590 nm 3. LED 660 nm 4. LED 850 nm 5. LED 1300 nm 6. LASER 635 nm umožňuje experimenty s WDM optickým multiplexem a vysílači LED i LASER

Obr. 6. Optické výstupy vysílače

6.9 LASEROVÝ VYSÍLAČ Bezpečné záření - vestavěná optická ochrana před laserovým zářením (útlumový filtr). Stabilizace pracovního bodu laseru optickou zpětnou vazbou (monitorovací diodou) [obr. 7]. Možnost odpojení zpětnovazební smyčky pro měření charakteristik laseru.

Obr. 7. Modul laserového vysílače MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

39

Přijímač

7

PŘIJÍMAČ

7.1 MULTIFUNKČNÍ PŘIJÍMAČ EF -970/E

Obr. 8. Přijímač EF970/E Přijímá: dvě nezávislé signálové cesty (analogová + digitální) - analogové nebo digitální kanály z optických vstupů a současně přijímá analogové i digitální signály dvěma samostatnými kanály - měřicí blok obsahuje měřič výkonu, který umožňuje provoz ve čtyřech různých režimech

7.2 PŘIJÍMACÍ ČÁST - fotodetektor a přepínač (jeden je určený pro signál a druhý pro měření) - měřicí blok obsahuje měřič optických výkonů, který umožňuje provoz ve čtyřech různých režimech:  Analogový  Digitální  1 kHz  DC


40

Přijímač

7.3 OPTICKÉ VSTUPY - přijímač má čtyři začleněné fotodetektory a externí fotodetektor, který se připojí na „EXT. SENSOR" vstup koaxiálního kabelu Parametry detektoru PIN a APD: - citlivost, spektrální závislost, modulační vlastnosti 4 vestavěné fotodetektory: 1. Si (křemíkový) detektor 1mm 2. InGaAs(indium-galium-arzén) detektor 1mm – vysoká účinnost fotonů 3. Ge (germanium) APD detektor 4. Si detektor 2,5 mm 5. Externí detektor - umožňuje nastavit různé spektrální citlivosti, různé rychlosti detekce, vícekanálové WDM přenosy

Obr. 9. Optické vstupy přijímače

7.4

VESTAVĚNÝ MĚŘIČ OPTICKÉHO VÝKONU - slouží pro měření optických signálů v režimu: - měření optických výkonů nám umožňuje provoz ve čtyřech různých režimech: • stejnosměrné detekce (DC signál) dBm,W, dB • střídavé detekce (1kHz signál) • analog • Digital - kalibrován pro měření na různých vlnových délkách


41

STRUKTURA OPTICKÉHO KABELU Obr. 10. Měřič optického výkonu

7.5 DIGITÁLNÍ SIGNÁL KANÁLOVÉHO BLOKU Signál vstupuje do digitálního kanálu, kde dochází k sérii filtrování a zesílení procesů pro následné srovnání s referenčními úrovněmi

Obr. 11. Bloku kanálu digitálního signálu

7.6 ANALOGOVÝ SIGNÁL KANÁLOVÉHO BLOKU - analogový kanál má zisk 40 dB i 20 dB za použití dvou zesilovačů - blok signálů má přepínač pro volbu typu spoje DC nebo AC Na první vstup použijeme zesilovač a analogový kanál výstupní části - v sekci audio lze nezávisle nastavit dolní propust signálu o k regulaci úrovně signálu lze použít interní reproduktor nebo sluchátka

Obr. 12. Bloku kanálu analogového signálu

8

STRUKTURA OPTICKÉHO KABELU

Optický kabel obsahuje: - Jádro V jádru optického kabelu je přenášena světelná informace. - Plášť Plášť obklopuje jádro a slouží jako rozhraní pro odraz světelného paprsku. - Konektory Je mnoho konektorů, které se dnes používají. - 4 nejpoužívanější konektory jsou LC, SC, ST, MTRJ.

Obr. 13. Konektory optického kabelu MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

42

PŘÍSLUŠENSTVÍ

9

PŘÍSLUŠENSTVÍ

Výukové soubory EF-970-E a EF-970 obsahují následující příslušenství: - 3 x ST adaptér pro fotodetektory - Čistící prvky pro optické komponenty - 3 x 1m optického vlákna - 1 x 1m optického vlákna bez ochranného krytí - 1 x 50m optického vlákna - 2 x STST adaptér - 1 x lupa - 1 x mikrofon - 1 x sluchátka

Obr. 14. Příslušenství EF-970

9.1 DOPLŇKOVÝ SOUBOR EF 970-01 PLASTIC Soubor EF-970-01 PLASTIC navazuje na soubor EF-970 BASIC a rozšiřuje jej do oblasti vláknové optiky. Soubor rovněž obsahuje úlohy s optickými vláknovými senzory. Soubor obsahuje sadu kabelových a vláknových modulů, měřicí doplňky a přípravky, optický vláknový manipulátor, proměnný optický alternátorem, externí sondu s detektorem, vláknové odbočnice (pevné i proměnné), optické filtry, různé měřicí sondy apod.

Obr. 15. Základní plato1


43

PŘÍSLUŠENSTVÍ

Obr. 16. Základní plato 2

Obr. 17. Základní plato 3 9.1.1 MOŽNOSTI OPT-970-01: cvičební kit - 1 x 2m optického vlákna - 1 x 2m optického vlákna bez ochranného krytí - 1 x sada modálních filtrů (válcové obruče s různými poloměry) - 2 x klipy pro modální filtry - 1 x sada plaket pro generování vysoké hustoty micro křivek - 1 x sada plaket pro generování nízké hustoty micro křivek - 1 x optické rameno - 2 x pevné WDM zařízení - 1 x pevná WDM zařízení - 1 x zdroj bílého světla (napájen dvěma 1,5 V LR03 alkalickými bateriemi) - 1 x sada neutrálních optických filtrů - 1 x univerzální držák (# 1) - 1 x univerzální držák (# 2) - 1 x variabilní alternátorem - 1 x ST adaptér pro 650 nm filtrující foto-detektory - 1 x ST adaptér pro 850 nm filtrující foto-detektory - 1 x spouště (bránice) - 1 x senzor odrazu - 1 x odrážející lamina - 1 x U-senzor - 1 x balení tekutiny - 1 x externí foto-detektor (1 mm Si PIN) - 1 x měřící adaptér (pro externí foto-detektor) - 1 x stíněný kabel pro externí foto-detektor - 1 x šroubovák


44

Zadání laboratorních úloh

Obr. 18. Optický manipulátor

Obr. 19. Proměnný optický alternátorem

Obr. 20. Proměnné WDM zařízení

10

ZADÁNÍ LABORATORNÍCH ÚLOH

- Seznamte se detailně s optickou komunikační soupravou, jejími bloky, funkcemi, ovládáním a příslušenstvím - Na základě předložených detailních zadání sestavte a proveďte experimentální studium a měření útlumu optické trasy způsobený různými vlivy, jako je délka trasy, propojování segmentů, ohyby vlákny a další vlivy, které jsou odvozeny od reálných situací při zřizování a údržbě kabelové trasy pro optickou komunikaci.


45

Použitá literatura

11 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]

[9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23]

[24] [25]

[26]

POUŽITÁ LITERATURA Elektronický učební text A8ISZ a AAISZ Ošmera, P.: INFORMAČNÍ SYSTÉMY, skriptum VUT v Brně, 1991. Molnár, Z.: MODERNÍ METODY ŘÍZENÍ INFORMAČNÍCH SYSTÉMŮ, GRADA, a.s., Praha, 1992. Kocourek, P.: PŘENOS INFORMACE, skriptum ČVUT Praha, 1994. Proakis, J.G.: DIGITAL COMMUNICATIONS, McGraw-Hill, 1995. Hoffner,V.: ÚVOD DO TEORIE SIGNÁLŮ, SNTL, Praha, 1979. Prchal: SIGNÁLY A SOUSTAVY, SNTL-ALFA, 1987. Strangio C. E.: Data Communications basics, CAMI Research Inc., Acton, Massachusetts, 2006. Adámek,J.: KÓDOVÁNÍ A TEORIE INFORMACE, ČVUT, Praha Pužman: DÁLKOVÝ PŘENOS DAT, SNTL-ALFA, 1985. L-3 Communications Telemetry-West: Telemetry Tutorial, http://www.tw.l3com.com/tutorial/preface.html Strock, O.J. and Rueger, E.M.: Telemetry Systems Architecture. Instrument Society of America, 1995. Bosch: CAN Specification ver. 2.0, Robert Bosch GmbH, 1991 Pazul, K.: Controller Area Network (CAN) Basics, AN713, Microchip Technology, 1999 Boterenbrood, H.: CANopen – high-level protocol for CAN bus, version 3.0, NIKHEF, Amsterdam, 2000. http://www.htservices.com/Tutorials/Communications1.htm FOA: Optical Fiber, http://www.thefoa.org/tech/ref/basic/fiber.html http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/satcomhistory.html http://www.sia.org/presentations/ http://www.esoa.net/About-Satellites.htm http://www.kowoma.de/en/gps/ http://www.u-blox.com/images/stories/Resources/gps_compendiumgps-x02007.pdf http://www.pdana.com/ Crosslink: Satellite Navigation, The Aerospace Corporation magazine of advances in aerospace technology, Vol. 3, No. 2, 2002. http://www.aerospace.org/wp-content/uploads/crosslink/CrosslinkV3N2.pdf Smith, S. W.: The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing, California Technical Publishing, 2007. http://www.dspguide.com/ Jones, D.L.: Digital Signal Processing: A User´s Guide, Rice University Houston, 2009. http://cnx.org/content/col10372/1.2 Elmasri, R., Navathe, S. B.: Fundamentals of Database Systems, 6th Edition, Adison-Wesley. 2011. http://www.aabu.edu.jo/tool/course_file/lec_notes/901331_Fundamentals_of_ Database_Systems,_6th_Edition_(0136086209).pdf Městský krizový informační systém, Virtual Vienna Net. http://www.virtualvienna.net/main MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD CZ.1.07/2.2.00/15.0463,

46

Použitá literatura [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35]

Komplexní krizové informační systémy, http://www.microstep-mis.sk/ Krizové plánování – příklad z USA, http://www2.ed.gov/admins/lead/safety/emergencyplan/crisisplanning.pdf Grafické informační systémy, http://www.gis.com/ GS1: Traceability Standard – FAQ, http://www.gs1.org GS1: Global Traceability Standard – Supporting Visibility, Quality and Safety in the Supply Chain, http://www.gs1.org Identify Direct: Some Common Linear barcode Symbologies, http://www.identifydirect.com/bar_code_tutorials.html Luhs, W.: Experiment Barcode Scanner, MEOS GmbH, 2003. http://repairfaq.ece.drexel.edu/sam/MEOS/EXP27.pdf GS1: GS1 Global Traceability – Standard for Healthcare Implementation Guide, 2009. http://www.gs1.org/sectors/healthcare/implementation/ Eckert, W.: Traceability in Electronics Manufacturing, 2005. http://www.onboard-technology.com/


47

UNIVERZITA TOMÁŠE BATI VE ZLÍNĚ FAKULTA APLIKOVANÉ INFORMATIKY

Recommend Documents