Обработка сигнала в OSA

Так как световая волна на входе OSA изменяется со временем, измеряемый сигнал является

функцией и длины волны и времени, что вызывает зависимость работы прибора от этих

параметров, поэтому для измерения всех спектральных компонентов, решетка должна

поворачиваться таким образом, чтобы различные длины волн успевали пройти через отверстие.

В противном случае, если частота модуляции входящего в OSA излучения значительно выше

скорости вращения дифракционной решетки, результат измерения будет представлять собой

усредненный во времени спектр. В то же время, когда частота модуляции сравнима со

скоростью поворота решетки или со скоростью электронного обнаружения, результат

определяется режимом измерения для понимания влияния которого рассмотрим более

подробно процедуру сбора данных в OSA.

В стандартном режиме автогенерации OSA, при непрерывном колебании дифракционной

решетки (рис. 9а), сигнал фотоприемника усиливается и направляется на аналого-цифровой

преобразователь (АЦП) осуществляющий соответствующее преобразование с фиксированной

частотой. При этом сканирование диапазона длин волн для всей кривой производится в

течении времени, обеспечивающем необходимое число отсчетов для точной обработки данных

сигнальным процессором при полосе пропускания определяемой видеосигналом. Наконец,

данные преобразуются в файлы регистрации и передаются на устройство, отображающее их

на экране. По окончании колебания решетка возвращается в исходное положение, а затем цикл

повторяется до тех пор, пока проводится измерение.

Рис.9а. Автоколебательный режим работы OSA

 

При неизменной мощности и постоянном спектре входного излучения, для получения точных

результатов на экране должна быть проведена синхронизация движения решетки и цифровых

фильтров сигнального процессора. В этом случае скорость решетки в основном зависит от

диапазона длин волн и требуемой чувствительности, т. е. чем медленнее вращается решетка,

тем больше данных с АЦП может быть усреднено полосой пропускания видео сигнала ΔF на

одну точку экрана. Иногда такая точка называется участком, потому что на самом деле она

объединяет несколько значений АЦП.Если сигнал модулирован с достаточно высокой частотой,

OSA все равно может провести измерение без внешней синхронизации, но только с усреднением

спектра, при этом должна быть значительно меньше нижнего значения частоты модуляции,

иначе сигнал будет сильно искажен.

Некоторые OSA имеют множество различных режимов анализа сигналов, идущих от

оптических компонентов, датчиков, подсистем или других источников излучения,

модулированных в частотном диапазоне от 10 Гц до 250 кГц, позволяя измерять только

усредненный спектр, заданием низкого значения ΔF, если полоса пропускания выше частоты

модуляции сигнала.

Наличие входа управления OSA позволяет задавать несколько функций измерений, в частности:

• начинать измерения при фиксированном положении решетки на определенной
• длине волны (режим нулевого интервала);
• начинать движение решетки по сигналу запуска (ждущий режим);
• выделять и преобразовывать данные через определенное время после сигнала запуска
• (синхронизированные режимы сбора и обработки данных по одному или обоим фронтам
• сигнала синхронизации);
• стробировать сигнальный процессор при действующем оптическом спектре.

Рассмотрим эти режимы более подробно, так как часть из них или они все используются в

большинстве OSA имея различные названия.