Bir dalga boyunu taradığınızda, demodülatör kaç ham veri noktası toplar?
Fiber Bragg grating (FBG) demodulation teknolojisinde, “Örnekleme Noktası Sayısı” (Number of Sampling Points), optik fiber grating demodülatörünün tek bir tam dalga boyu tarama döngüsü (Single Wavelength Scan) tamamlanırken, dahili yüksek hızlı analog-dijital dönüştürücü modülünün (ADC) fotodetektörden gelen ışık yoğunluğu sinyalini ayrıklaştırmak için gerçekleştirdiği toplam ham ayrık spektral veri noktası sayısı anlamına gelir.
Bir: Örnekleme Noktası Sayısının Fiziksel Anlamı ve Hesaplama İlişkisi
Süpürülen Lazer Kaynağı (Swept Laser) veya ayarlanabilir optik filtre (örn. Ayarlanabilir F-P filtresi) tabanlı demodülatörlerde, kaynak dalga boyu zamana göre periyodik olarak doğrusal bir şekilde değişir. Demodülatör, tek bir tam dalga boyu tarama aralığı boyunca sabit bir saat frekansında sürekli örnekleme yapar:
-
Tek Tarama Örnekleme Noktası Sayısı ve Saat Frekansı İlişkisi:
N = \frac{f_{\text{ADC}}}{f_{\text{scan}}}- N : Tek tarama için örnekleme noktası sayısı (Points/scan);
- f_{\text{ADC}} : ADC örnekleme saat frekansı (örn. \text{MSps}, yani saniyede milyonlarca örnek);
- f_{\text{scan}} : Demodülatörün dalga boyu tarama frekansı / veri yenileme hızı (örn. 10\text{ Hz} , 100\text{ Hz} ).
-
Spektral Örnekleme Aralığı (Dalga Boyu Çözünürlüğünün Alt Sınır Aralığı):
\Delta \lambda = \frac{\Delta \Lambda}{N}- \Delta \Lambda : Toplam taranan dalga boyu aralığı (örneğin 40\text{ nm} = 40,000\text{ pm} );
- \Delta \lambda : İki ardışık ham örnekleme noktası arasındaki fiziksel dalga boyu aralığı.
Örneğin, demodülatörün dalga boyu tarama aralığı 40\text{ nm} (40,000\text{ pm}) ise:
- Tek taramada 20,000 nokta toplandığında, ardışık ham noktalar arasındaki dalga boyu örnekleme adımı 2\text{ pm} olur;
- Tek taramada 40,000 nokta toplandığında, ardışık ham noktalar arasındaki dalga boyu örnekleme adımı 1\text{ pm} olur.
İki: Örnekleme Noktası Sayısının Demodülasyon Performansı Üzerindeki Etkisi
- Spektral Yeniden Yapılandırma Hassasiyeti ve Tepe Algoritmaları:
FBG’nin tipik yansıma spektrumu belirli bir 3\text{ dB} bant genişliğine sahiptir (genellikle 0.2\text{ nm} \sim 0.3\text{ nm} , yani 200\text{ pm} \sim 300\text{ pm} ). Tek tarama için örnekleme noktası sayısı ne kadar fazlaysa, bu yansıma tepe noktasını kapsayan ham nokta sayısı o kadar fazla olur. Gauss Uydurma (Gaussian Fitting), Ağırlık Merkezi Yöntemi (Centroid Algorithm) veya Polinom Uydurma ile merkezi dalga boyunu hesaplarken, uyarlama hassasiyeti ve tekrarlanabilirliği o kadar yüksek olur ve gürültüden daha az etkilenir. - Donanım Verim Hızı ve Tarama Hızı Dengesi:
Sabit bir ADC dönüştürme hızı durumunda, tek tarama yenileme hızını (f_{\text{scan}}) artırmak, her tarama döngüsündeki örnekleme noktası sayısını (N) buna bağlı olarak azaltacaktır. Bu nedenle, demodülatörün dahili firmware ve DSP mimarisinin tarama hızı, örnekleme noktası sayısı ve dalga boyu çözme hassasiyeti arasında optimum bir denge kurması gerekir.
Üç: İlgili Resmi Ürünler ve Göstergeler
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd.'nin ilgili donanım ekipmanları için resmi ürünlere bakınız: OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator .
Anahtar Özellikler:
- Dalga Boyu Aralığı: Varsayılan 1525 \sim 1565\text{ nm} veya 1528 \sim 1568\text{ nm} (40\text{ nm} aralık, özelleştirilebilir);
- Veri Örnekleme Frekansı: 10\text{ Hz} , 50\text{ Hz} , 100\text{ Hz} seçilebilir (kullanıcılar yazılım aracılığıyla daha düşük frekanslarda kullanabilir, minimum 1\text{ Hz});
- Dalga Boyu Çözünürlüğü: Varsayılan 1\text{ pm} veya 0.1\text{ pm} (özelleştirilebilir);
- Kanal Yapılandırması: 4 kanal, 8 kanal, 16 kanal, 32 kanal seçilebilir;
- Yazılım ve Protokoller: Varsayılan olarak B/S mimarisi yazılımı kullanır, C/S mimarisini destekler, üçüncü taraf sistemlerle entegrasyon için TCP, UDP, Modbus gibi iletişim protokollerini destekler.