Анализ погрешностей волоконно-оптического гироскопа

 Авиация и космонавтика 2003 09

Сначала оно будет использоваться на истребителях Локхид Мартин F-16, а в дальнейшем ее носителями могут стать другие боевые самолеты. Новая ракета является дальнейшим развитием ракеты "Питон" 4 и отличается рядом усовершенствований, повышающих ее боевые возможности. В частности, ракета способна поражать цели, находящиеся за пределами визуальной дальности. В носовой части ракеты расположена сдвоенная тепловая система наведения (dual-waveband imaging-infrared seeker – I2R), способная передавать тепловое изображение цели в фокальной плоскости[4*]. Она имеет угол зрения более 100° в обе стороны от продольной оси самолета. Головка самонаведения может обнаруживать цели с малой сигнатурой в неблагоприятных условиях, а также обладает защищенностью от широкого диапазона мер противодействия. По заявлению фирмы Рафаэль, тепловые ловушки для ракеты "Питон" 5 "не будут являться проблемой". Еще одной новинкой является инерциальная система на волоконно-оптических гироскопах, которая обеспечивает полет ракеты на среднем участке траектории Ракета может запираться на цель до запуска или во время полета

 Волоконно-оптические гироскопы

К самолетным гироскопам предъявляются очень высокие требования: разрешающая способность и дрейф нуля 0,01°/ч, динамический диапазон 6 порядков, высокая стабильность (10-5) масштабного коэффи­циента преобразования угла поворота в выходной сигнал. До сих пор применялись в основном механические гироскопы, рабо­тающие на основе эффекта удержания оси вращения тела в одном направлении инерциального пространства (закон сохранения момента количества движения). Это дорогостоящие приборы, поскольку требуется высокая точность формы тела вращения и минимальное возможное трение подшипников. В отличие от механических оптические гироскопы, например, волоконно-оптические, созданные на основе эффекта Саньяка, имеют структуру статического типа, обладающую рядом до­стоинств, основные из  которых: отсутствие подвижных деталей и, следовательно, устойчивость к ускорению; простота конструкции; короткое время запуска; высокая чувствительность; высокая линейность характеристик; низкая потребляемая мощность; высокая надежность. Кроме того, возможно снижение стоимости волоконно-оптических гироскопов за счет внедрения оптических интегральных схем. Наряду с использованием в самолетах и на судах можно ожидать по мере прогресса в технике гироскопов применения их в автомобилях, роботах и т. д. Принцип действия оптического гироскопа Принцип действия оптического гироскопа основан на эффекте Саньяка.

 Создано человеком

И это действительно так. Но и перспективы перед техникой и наукой такие вещества открывают удивительные. Это благодаря прогрессу в получении высокочистых летучих хлоридов в середине 70-х годов удалось в самые сжатые сроки развернуть работы по волоконной оптике и создать первые в стране линии волоконно-оптической связи. Разработанные методы получения и анализа высокочистых летучих веществ уже нашли самое широкое применение на предприятиях химической и электронной промышленности в металлургии. Рассказывая об этой суперважной работе (она удостоена Ленинской премии за 1986 год), осуществленной группой ученых Института химии АН СССР, я не зря обратил внимание читателей на те компоненты, из которых складывается современное исследование. Ведь еще недавно такое единение многие научные учреждения считали для себя необязательным, деля исследовательскую часть на чисто "научную" и "прикладную". Последней и вменялось в обязанность внедрение разработок в производство. Сегодня положение резко изменилось. И если все же внедрение оказывается не всегда по силам разработчику, то рекомендации практикам, советы по реализации научных достижений - его прямая обязанность

 Волоконно-оптические гироскопы

Кроме того, возможно снижение стоимости волоконно-оптических гироскопов за счет внедрения оптических интегральных схем. Наряду с использованием в самолетах и на судах можно ожидать по мере прогресса в технике гироскопов применения их в автомобилях, роботах и т. д. Принцип действия оптического гироскопа Принцип действия оптического гироскопа основан на эффекте Саньяка. По круговому оптическому пути, как показано на рис. 1, благодаря расщепителю луча свет распространяется в двух противоположных направлениях. Если при этом система находится в покое относительно инерциального пространства, оба световых луча распространяются встречно по оптическому пути одинаковой длины. Поэтому при сложении лучей в расщепителе по завершении пути нет фазового сдвига. Однако, когда оптическая система вращается в инерциальном пространстве с угловой скоростью (, между световыми волнами возникает разность фаз. Это явление и называется эффектом Саньяка. Рис.1. Принцип возникновения эффекта Саньяка Пусть коэффициент преломления на оптическом пути =1. При радиусе оптического пути a время достижения расщепителя лучей светом, движущимся по часовой стрелке, выражается как Рис.2. Эффект Саньяка при оптическом пути произвольной формы в противоположном направлении — (2) где с — скорость света.

 Альманах "Эврика"-84

Погрешности при изготовлении соединительных разъемов допускаются столь ничтожные, что их доводка выполняется под микроскопом. Узел излучателя с полупроводниковым лазером чуть больше наперстка, способные расшифровать закодированную в микрочастице света информацию фотодетекторы, кварцевые световоды тоньше человеческого волоса — вся эта высокоточная техника выпускается сегодня на производственных участках, в экспериментальных лабораториях и становится привычной. В настоящее время действуют волоконно-оптические линии первого «поколения». Монтируются системы второго «поколения», более совершенные, с повышенной пропускной способностью. Сотрудниками лаборатории перспективных исследований предложен ряд решений по созданию техники третьего «поколения», возможности которой пока еще в полной мере даже трудно представить. Вполне вероятно, что в будущем, набрав определенную комбинацию цифр на аппарате и не выходя из квартиры, абонент сможет по своему выбору посмотреть любую телепрограмму, прочитать хранящуюся в библиотеке книгу, заказать трансляцию спектакля в театре или спортивного матча

 Индикаторный гиростабилизатор телекамеры

Чувствительным элементом, измеряющим отклонение стабилизированной платформы от заданного положения является датчик угловой скорости (ДУС), роль которого выполняет волоконно-оптический гироскоп (ВОГ), сигнал на выходе которого пропорционален угловой скорости вращения платформы. Поэтому для устранения статической ошибки стабилизации сигнал с выхода ВОГ поступает на интегратор, на выходе которого формируется напряжение пропорциональное уже не скорости, а углу отклонения платформы. Далее это напряжение поступает на вход корректирующего звена, которое формирует необходимый вид ЛАХ для обеспечения устойчивости работы ГС. После предварительного усиления напряжение пропорциональ-ное углу отклонения платформы поступает на схему гальванической развязки, которая обеспечивает развязку по цепям питания между схемой управления и усилителем мощности (УМ), между сильноточными и слаботочными цепями схемы. Это необходимо для увеличения помехозащищенности канала обратной связи, кроме того это позволяет запитывать УМ непосредственно от первичного источника питания (аккумулятора или внешнего блока питания) без использования мощных преобразователей напряжения для питания УМ.

 Волоконный оптический гироскоп

Волоконный оптический гироскоп может быть применен в качестве жестко закрепленного на корпусе носителя чувствительного элемента (датчика) вращения в инерциальных системах управления и стабилизации. Механические гироскопы имеют так называемые гиромеханические ошибки, которые особенно сильно проявляются при маневрировании носителя (самолета, ракеты, космического аппарата). Эти ошибки еще более значительны если инерциальная система управления конструируется с жестко закрепленными или "подвешенными" датчиками непосредственно к телу носителя. Перспектива использования дешевого оптического датчика вращения, который способен работать без гиромеханических ошибок в инерциальной системе управления, есть еще одна причина особого интереса к оптическому гироскопу. Появление идеи и первых конструкций волоконного оптического гироскопа тесно связан с разработкой кольцевого лазерного гироскопа (КЛГ). В КЛГ чувствительным контуром является кольцевой самовозбуждающийся резонатор с активной газовой средой и отражающими зеркалами, в то время как в ВОГ пассивный многовитковый диэлектрический световодный контур возбуждается "внешним" источником светового излучения.

 Волоконно-оптические системы

Она не зависит от формы оптического пути, положения центра вращения и коэффициента преломления. 3.2 Структурные схемы оптических гироскопов На рис. 3.3 приведены общие схемы систем, разработанных для повышения точности измерений. Кольцевой лазерный гироскоп (рис. 3.3, а) отличается высокой частотой световой волны — до нескольких сотен терагерц. Волоконно-оптический гироскоп на (рис. 3.3, б) имеет высокую чувствительность, благодаря использованию длинного одномодового оптического волокна с низкими потерями. В оптическом гироскопе пассивного типа с кольцевым резонатором (рис. 3.3, в) используется острая резонансная характеристика резонатора. Рис. 3.3 - Структурные схемы гироскопов на эффекте Саньяка (r и (l - частота генерации света с правым и левым вращением; ( - время, необходимое для однократного прохождения светом кольцевого оптического пути; (FSR - полный спектральный диапазон 3.3 Волоконно-оптические гироскопыНа рис. 3.3 приведена оптическая схема волоконно-оптического гироскопа. По сути это интерферометр Саньяка (см. рис. 3.1), в котором круговой оптический контур заменен на катушку из длинного одномодового оптического волокна.

 Философия развития телекоммуникаций

Именно эту сеть мы можем гипотетически рассмотривать в качестве возможного «пристанища» искусственного интеллекта. Это прозвучит как сценарий к очередной части Терминатора, но, почему бы и нет? Допустим, что отдельная электронно-вычислительная машина по своим параметрам в качестве анализа информации, способам ее передачи другим устройствам приблизилась к небольшой группе нейронов головного мозга человека. Допустим также, что линии связи между отдельно стоящими устройствами развились до такой степени, что обмен неограниченно большими объемами информации между ними осуществляется мгновенно (кстати говоря, для этого предпосылки есть: бурный рост строительства волоконно-оптических линий связи привел к тому, что, например, обмен информацией между Москвой и Владивостоком по выделенной линии составляет на сегодняшний день около 3 миллисекунд). Также необходимо предположить, что некий гений производителя программного обеспечения овладел доступом к каждой отдельно стоящей ЭВМ и смог заставить всю систему в целом решать какие либо задачи, приближенные к интеллектуальным (распознавание образов, способность к самообучению и т.д.). В этом случае, может быть, мы и столкнемся с неким интеллектом, который в один прекрасный момент будет в состоянии задать себе вопрос «Кто я? Что я?».

 Прокладка волоконно-оптических кабелей в пластмассовых трубопроводах

Последний параметр отечественными производителями компрессоров, к сожалению, не нормируется. После протягивания ВОК в трубопровод производят стыковку волокон кабеля с использованием обычных волоконно-оптических муфт, которые укладываются в специально устанавливаемые при монтаже кабеля герметические подземные полимерные камеры. В эти же камеры укладывается резерв кабеля, который при эксплуатации ВОЛС может быть использован для восстановления возможных обрывов кабеля с вытягиванием резерва по трубопроводу к месту аварии. Места выхода кабеля из трубки для обеспечения герметизации заделываются специальными проходными заглушками, предусматриваемыми проектом и поставляемыми изготовителями трубки. Заключение. Рамки журнальной статьи не позволяют дать развернутый экономический анализ строительства ВОЛС с трубопроводной прокладкой ВОК. Однако, сравнение разных ранее запроектированных институтом "Гипротранссигналсвязь" волоконно-оптических линий связи показывает соразмерность капитальных затрат на строительство трубопроводных линий и линий с подвеской ВОК на опорах контактной сети.

 Проектирование локальной сети для рабочих мест на базе сети Ethernet

Министерство образования и науки Республики Беларусь Белорусский Государственный Университет Информатики и Радиоэлектроники Кафедра СиУТ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА к дипломному проекту на тему: «Проектирование локальной сети для рабочих мест на базе сети E her e »Минск 2005 Содержание 1. Концепция построения, назначение и типы сетей 1.1 Архитектура локальной сети E her e 1.2 Два типа сетей 1.2.1 Одноранговые сети 1.2.2 Сети на основе сервера 1.3 Обзор топологии сетей 1.3.1 Шина 1.3.2 Звезда 1.3.3 Кольцо 1.3.4 Комбинированные топологии Выводы 2. Обзор и анализ сетевого оборудования и операционных систем 2.1 Обзор сетевых кабелей и компонентов кабельной системы 2.1.1 Витая пара 2.1.2 Коаксиальный кабель 2.1.3 Волоконно-оптический кабель 2.1.4 Обзор кабельных соединений и компоновки E her e . 2.2 Анализ и выбор сетевого оборудования 2.2.1 Платы сетевого адаптера 2.2.2 Сетевые серверы 2.2.3 Анализ источников бесперебойного питания 2.2.4 Концентраторы 2.3 Обзор операционных систем 2.3.1 U ix/Li ux 2.3.2Wi dows 4 2.3.3 e Ware Выводы 3. Обоснование выбора аппаратно-программной платформы 3.1 Обоснование выбора среды передачи 3.2 Обоснование выбора сетевого оборудования 3.3 Обоснование выбора операционной системы Выводы 4.

 Корпоративная локальная компьютерная сеть на предприятии по разработке программного обеспечения

Теоретическая значимость состоит в анализе существующих технологий и применении одной из них для реализации на практике. Практическая значимость состоит в реализации на практике проекта по проектированию локальной сети, а также мер по настройке доступа к общим ресурсам данной локальной сети, таким как совместное использование дисковых ресурсов, подключение сетевого принтера и сетевого диска, обновление программного обеспечение для удобства пользования и защиты локальной сети. 1. Основы построения локальных вычислительных сетей 1.1 Основные сведения о локальных компьютерных сетях Локальная сеть представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств (принтеров и т. п.) и коммутационных устройств, соединенных кабелями. В качестве кабеля используются «толстый» коаксиальный кабель, «тонкий» коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель. «Толстый» кабель, в основном, используется на участках большой протяженности при требованиях высокой пропускной способности. Волоконно-оптический кабель позволяет создавать протяженные участки без ретрансляторов при недостижимой с помощью других кабелей скорости и надежности.

 Использование фотоупругого эффекта для измерения физических величин

Процесс разработки, создания и тестирования действующей системы был слишком длинным, и его невозможно здесь подробно описать. Но каждому желающему выполнить дополнительную работу в этой области рекомендуется ознакомиться с заключительным отчетом по этой теме, спонсируемой лабораторией по морским исследованиям, как с практической иллюстрацией проблем, которые приходится преодолевать при создании реальных систем. Из приведенного выше описания волоконно-оптических датчиков на основе эффекта фотоупругости понятно, что существует широкий спектр потенциальных возможностей их применения. Как правило, эти датчики кодируют изменения исследуемого параметра через изменения интенсивности регистрируемого оптического сигнала. Чтобы исключить ошибки, вызываемые изменениями оптической интенсивности, не обусловленными изменениями исследуемого параметра, необходимо использовать какой-либо внутренний опорный сигнал, а если это невозможно, то откалибровать датчик и поддерживать калибровку в течение всего времени эксплуатации. Продемонстрировано множество методов использования внутреннего опорного сигнала, часто в сочетании с мультиплексированием. Сочетание этих методов мультиплексирования и использования внутреннего опорного сигнала с продемонстрированными датчиками позволяет уже в настоящее время использовать датчики на основе эффекта фотоупругости, если анализ отношения эффективность/стоимость показывает, что такие системы предлагают достаточно существенные преимущества, чтобы преодолеть инерцию применения более традиционных электрических систем.

 Локальная сеть Ethernet в жилом микрорайоне

Учитывая, что домашние сети начали активно развиваться только недавно, и принципы построения ещё окончательно не выработаны, данная работа будет полезна для большинства людей занимающихся строительством домашних сетей. Кроме того, данный дипломный проект интересен тем, что в нём описывается разработка как простейшей локальной домашней сети, не требующей больших финансовых вложений, так и модернизация и расширение существующей сети, до сети значительно более высокого уровня с использованием современных технологий, охватывающей большое количество жилых домов. Содержание Введение9 1 Принципы построения домашних сетей10 1.1 Технология Fas E her e 14 1.1.1 Спецификации физического уровня Fas E her e 17 1.1.1.1 Физический уровень 100Base-FX - многомодовое оптоволокно18 1.1.1.2 Физический уровень 100Base- 4 - четырехпарная витая пара21 1.1.2 Протоколы CP/IP22 1.2 Волоконно-оптические линии связи26 1.3 Технологии DSL31 1.3.1 Технология ADSL34 1.4 Анализ конфигураций широкополосного абонентского доступа37 1.5 Подготовка кабельной сети к развертыванию xDSL 42 2 ЛВС в микрорайоне по улицам Масленникова и 20 лет РККА47 2.1 Выбор мест расположения оборудования47 2.2 Выбор топологии сети48 2.3 Выбор типа кабеля51 2.4 Прокладка кабеля51 2.5 Активное сетевое оборудование52 2.7 Модернизация и расширение сети55 2.7.1 Выбор типа оптоволоконного кабеля55 2.7.2 Прокладка оптоволоконного кабеля56 2.7.3 Выбор типа оптических коннекторов57 2.7.4 Выбор типа соединения оптоволокна58    2.7.5 Сварка оптоволокна58 2.7.6 Оптические шкафы59 2.7.7 Выбор оборудования59 2.2.8 Настройка на сервере PPPOE-SERVER и Firewall под Li ux62 2.2.9 Настройка PPPOE под Wi dows на компьютере клиента65 3.

 Усилитель мощности на дискретных элементах

В разработку методов анализа и расчета усилителей с использованием интегральных микросхем внесли значительный вклад работы таких ученых, как Л. Хьюлсман, Дж. Греш, Р. Видлар, Дж. Ленк, И. Достал. Из отечественных специалистов в этой области можно отметить работы В.А. Шило, А.Г. Алексеенко, Е.А. Калобеа, А.Г. Остапенко, Д.Е. Полынникова. В последние годы быстрыми темпами развивается оптоэлектроника, представляющая радел науки и техники, объединяющий как оптические, так и электронные явления, с созданием на этой основе различных приборов, схем и систем. В частности, все шире используется волоконно-оптические системы связи, в состав которых входят и усилительные устройства. Заметную роль в развитии технического прогресса вообще и усилительной техники в частности сыграло создание ЭВМ. Машинное проектирование электронных схем, в том числе и электронных усилителей, представляет собой сравнительно новую область науки и техники – схемотехническое проектирование. Первоначально ЭВМ использовали для нахождения оптимальных результатов работы усилительных элементов, основных параметров и характеристик, в частности аплитудо - частотных характеристик и фазо - частотных характеристик.

 Разработка фотоприемного устройства волоконно-оптической системы передачи информации (ВОСПИ)

Такая технология изготовления позволяет снизить трудоемкость сборки усилителя, повысить срок службы. Фотодиод и высокочастотные контакты находятся в уплотнительных отверстиях в стенках корпуса. Готовая печатная плата устанавливается в корпусе, который наглухо закрывается жестяной крышкой. Стык пропаивается, что обеспечивает надежную защиту от наводок и помех. На этом корпусе также установлен проходной конденсатор, обеспечивающий ввод в конструкцию питающего напряжения. Топология блока приведена в приложении 3, где тонкими линиями изображены перемычки, выполненные золотой проволокой. 6. Обеспечение безопасности жизнедеятельности. 6.1 Анализ характеристик объекта проектирования,трудовой деятельности человека, производственной среды. Фотоприемное устройство является модулем приемной части волоконно-оптической системы передачи. Надежность и безопасность работы этого устройства очень важна. ФПУ устанавливается в стойку оконечного оборудования, или в подземном, в качестве ретрансляторов. Нормальное функционирование ФПУ обеспечивается в диапазоне температур от -30?С до 30?С, относительной влажности от 20% до 99%,атмосферным давлением от 400 до 900 мм.рт.ст. Питающие напряжения равно 12В.

 Доклад по волоконной оптике

Теория направляющих систем Развитие волоконно-оптической связи Волоконная оптика в настоящее время получила широкое развитие и находит применение в различных областях науки и производства (связь, радиоэлектроника, энергетика, термоядерный синтез, медицина, космос, машиностроение, летающие объекты, вычислительные комплексы и т. д.). Темпы роста волоконной оптики и оптоэлектроники на мировом рынке опережают все другие отрасли техники и составляют 40 % в год. В ряде стран (Англия, Япония, Франция, Италия и др.) уже сейчас при строительстве сооружений связи используются в основном оптические кабели (ОК). Ожидается, что к 2000 г. они займут доминирующее место на сетях междугородной и городской связи. О масштабах развития волоконно-оптических систем передачи (ВОСП) свидетельствуют объемы производства оптических волокон в США. За последнее время ими изготовлено около 10 млн. км волокна. Такое количество позволило бы сделать 250 витков вокруг всего земного шара. Технико-экономический анализ показал, что в перспективе при массовом производстве оптических кабелей они будут конкурентоспособными с электрическими при потребностях обеспечения передачи сигналов в диапазонах частот 107.109 Гц. Важнейшим фактором в развитии оптических систем и кабелей связи явилось появление оптического квантового генератора лазера.

 Развитие рыночных отношений в России

Кроме того, но аналогии с моделью дезорганизации советской экономики, приведенной выше, естественные монополии в западных странах превратились в механизм давления на государственную власть с целью лоббирования определенных экономических интересов. Одновременно, на 70-е — 90-е годы приходится период научно- технического прогресса, беспрецедентный характер которого определяется невиданными масштабами роста производительности труда и общественных преобразований. На современном этапе прогресса, характеризующегося комплексной заменой электрических и механических машин электронными, внедрением программно управляемых аппаратов и процессов, получили импульс инновационные процессы ко всех отраслях народного хозяйства, причем в наибольшей степени это коснулось телекоммуникаций. Сравнительный анализ потребительских свойств традиционных телефонных и новых информационных и мультимедийных услуг позволяет сделать вывод о том, что сегодня связь переживает смену жизненного цикла технологии. Обновление технологии связи в развитых странах было подготовлено периодом научно-технических инноваций 40-х — 70-х годов, к числу которых в первую очередь следует отнести создание цифровой электронно-вычислительной машины (1944 г.), появление транзисторов (1947 г.) и полупроводниковых схем, создание интегральной микросхемы (1959 г.), запуск искусственных снутников Земли (1957-1965 гг.), изобретение лазера (1954 г.), появление волоконно-оптических линий связи (1972 г.). Длительный процесс адаптации достижений НТР к потребностям массового гражданского производства, требующий больших капитальных вложений, протекал на базе естественной монополии в области связи, которая обеспечивала благоприятный для этих целей набор социально-экономических условий.