CALCULAREA ȘI SIMULAREA MICROFON LASER
Mustafaev Ruslan Ayvazovich
Universitatea Tehnică de Stat Voronezh
abstract
În această lucrare principiul de funcționare a microfonului cu laser a dezvoltat diagrame sale structurale și schematice, și un dispozitiv transmițător și receptor unitate de modelare, care a fost preluat de componente electronice.
CALCULUL ȘI SIMULAREA MICROFON LASER
Mustafaev Ruslan Aivazovich
Universitatea Tehnică de Stat Voronezh
abstract
În această lucrare au văzut principiul microfonului cu laser, dezvoltat schemele sale structurale și principale, precum și unități de modelare transmițătoare și o unitate receptor, care a fost selectat elementul de bază.
microfoane cu laser pot rezolva problema de a obține informații de la cealaltă persoană, în absența unui transmițător la dispoziția sa. Astfel, un canal de comunicație simplex [1, 2].
Deoarece laserul este afectat de modificările poziției microfonului suprafeței probate, atunci acesta poate fi aplicat, de exemplu, pentru detectarea activității seismice în scoarța terestră. O a doua variantă de realizare a unei eventuale aplicări a acestui tip de comunicare este pulsul de detectare, respirația la om, cu condiția ca trupul său va fi atașat orice suprafață de reflexie. Avantajele unor astfel de sisteme sunt de viteză (deoarece informațiile sunt transmise de radiații optice, iar viteza sa este aproape de viteza luminii și este limitată doar de viteza de procesare) și accesul de la distanță din informațiile de colectare locuri.
Principiul său de funcționare este prezentată în figura 1.
Figura 1. Principiul microfonului cu laser
Fasciculul de lumină de la sursa laser este direcționată spre capacitatea de a reflecta suprafața sa (membrană). Când oscilație a membranei modifică unghiul de reflexie a fasciculului laser. Astfel, lumina este modulat. Raza reflectată este recepționată porecla transceiver optic, plasat la punctul de primire al fasciculului reflectat. Schimbarea direcției fasciculului de reflectat cu oscilația membranei determină o modificare corespunzătoare în poziția elementelor spot luminos svetochuvs-tate a receptorului optic.
Astfel, microfonul cu laser ar trebui să includă blocuri care îndeplinesc funcții specifice. driver de putere ar trebui să ofere un curent constant de dioda laser. Deoarece radiația laser are un unghi de acceptare destul de larg, fasciculul este direcționat printr-un colimator pentru concentrarea acesteia. Apoi, fasciculul colimat este reflectat din membrana de la unitatea receptor scade. La intrarea sa este un filtru de bandă optic cu o bandă de trecere, care include lungimea de undă a laserului lungimea de undă de emisie de diode. Un astfel de filtru va oferi selectivitate surselor de lumină de fundal nedorite. Mai mult, numai radiația emisă de laserul cade pe fotodiodă [3]. În ea incident de lumină pe suprafața sa fotosensibile este transformat într-un curent electric. Apoi, curentul de amplificator fotodiodă transimpedanta este transformată într-o tensiune [4, 5], ca toate amplificatoarele mai presus de toate consolida numele. Apoi, semnalul convertit este la un amplificator de frecvență audio care amplifică tensiunea la nivelul cerut. Pe baza celor de mai sus, schema bloc a microfonului cu laser a fost compilat, prezentat în figura 2.
Figura 2. Diagrama bloc a microfonului cu laser
Circuitul electric este parte a conducătorului auto de putere, oferind putere stabilă a curentului diodă laser (emițător). După cum se știe, o diodă laser este foarte „obraznic“ și o ușoară deformare de curent care curge prin ea de la norma poate distruge.
Cea mai comună aplicare diode laser sunt unități optice. DVD-RW folosește un laser care emite o lungime de undă de 650 nm. Viteza de înregistrare mai mare în astfel de unități, cu atât mai mult curent și consumă mai multă putere cu laser are:
- 16x - curent 250-260 mA, putere de 200 mW;
- 20x - curent 400-450 mA, 270 MW;
- 22x - curent 450-500 mA, putere de 300 mW.
Astfel, dioda laser este suficient de mare putere poate fi extrasă dintr-o unitate optică inutilă.
Pentru putere laser cu laser microfon de 200 mW a fost ales de radiație care emite o lungime de undă de 650 nm. Dar pentru o viață mai lungă, nu merită să prezinte un curent mai mare de 200 mA, ca atunci când este încălzit, care curge curentul prin laser începe să crească, și amenință sa „Burnout“.
Ca drivere de putere poate fi utilizat cu un regulator de tensiune conectat la acesta rezistor. Și, din moment ce tensiunea este stabilizată, atunci curentul (care este tocmai limitată de rezistor), respectiv, de asemenea.
Principalii factori care afectează gama, sunt puterea emițătorului și sensibilitatea receptorului. Dar, de asemenea, puternic influențe și focalizarea fasciculului, și anume divergenta, a căror valoare minimă este de a oferi un colimator. Atenuarea în atmosferă, de asemenea, afectează foarte mult gama.
Pentru a testa eficiența acestui sistem de a utiliza un pachet software de simulare Multisim și Micro-Cap.
Figura 3 prezintă Multisim circuitul emițător simulat în program într-o formă generală (superioară) și performanța de verificare (mai jos).
Figura 3. Modelul a pachetului transmițător Multisim
Ampermetru U3 prezintă un curent constant de 200 mA care curge prin dioda laser. Astfel, funcționarea stabilizatorului de curent a fost testat pentru dioda laser.
Pentru criteriu principal receptor pentru selectarea fotodiodei este sensibilitatea spectrală, iar pentru amplificatorul transimpedanta - raportul transimpedanta (adică raportul dintre tensiunea de ieșire la curentul de intrare). Pentru a testa detectorul de radiații proiectat utilizat programul Micro-Cap. Circuitul asamblat este ilustrat în Figura 4.
Figura 4. Receptor pachet model Micro-Cap
Figura 5 ilustrează de intrare și ieșire semnale ale receptorului. Deasupra curentului de ieșire fotodiodă, și sub tensiunea de ieșire a filtrului activ.
Figura 5. Semnalele de intrare și de ieșire ale receptorului
Astfel, rezultatele simulare a amplitudinii tensiunii de ieșire egală cu 0,788 V.
În activitatea desfășurată a fost analizat de lucru microfon cu laser bloc proiectat și diagrame schematice, iar simularea a fost realizat unității transmițător și receptor.
Dacă nu ați înregistrat încă pe site-ul, trebuie să vă înregistrați: