Handleiding OO8-project Semester 3.1, blok C, 2005/2006 - OED

Studentenhandleiding OO8 19/10/2005
mogelijk licht bij de ontvanger komt, er moet wel nauwkeurig worden gericht. Bij gebruikt van
multimode vezel zit men ver boven die limiet. Maar er kan een LED worden gebruikt en lagere
kwaliteit optiek. Het kan meer robuust zijn, een grotere lichtbundel hoeft ook minder goed te
worden gericht.
Detector telescoop.
Voor deze telescoop kan men kiezen uit twee typen telescoop. Het eerste is eenzelfde model als
aan de zendkant (70mm refractor). Er is ook een andere keuze mogelijk. In principe is het
gunstiger een wat grotere opening van de optiek te hebben aan de ontvangst zijde. Daarom
kunnen we hier een 114mm spiegeltelescoop gebruiken. Dit is een standaard Newton
astronomische kijker met montering. Het is een optisch systeem dat de bundel ontvangt en
afbeeldt op de detector, eventueel via een aantal filters (deze zijn beschikbaar). De zender (laser
of LED) werkt in een bepaald golflengte gebied en men kan een optisch filter voor de detector in
het optische pad plaatsen om ander licht (daglicht e.d.) te onderdrukken. Filters geven ook verlies.
De telescopen staan op statieven en zijn dus mobiel. Met een mobiele ontvangsteenheid kan men
dan de afstand tussen de twee telescopen geleidelijk opvoeren.
Om een bepaalde datasnelheid te kunnen halen moet een bepaalde hoeveelheid licht op de
detector vallen om het signaal voldoende uit de detector ruis te halen. Hoe groter de detector hoe
langzamer deze wordt, en hoe meer ruis (achtergrond signaal) er is, maar het wordt gemakkelijker
te richten en in principe kan er ook veel meer licht op worden opgevangen. Het signaal van de
detector (foto-diode) moet worden versterkt en afhankelijk van de modulatie techniek worden
bewerkt. Bij toepassing van een digitaal AM modulatiesysteem is een stroom-spanningsomzetter
en versterker nodig achter de fotodiode. Daarna is een discriminator nodig. Dit signaal moet
daarna geinterfaced worden naar een PC (notebook) of ontvanger voor het digitale video/audio
signaal. De ontvangen informatie in de PC kan worden gecontroleerd op fouten.
Een goede manier om naar het systeem te kijken is om eerst een lichtbudget op te stellen voor de
verbinding. Hoeveel licht is er nodig op de detector? Vanuit de eisen voor de optische detector, de
datasnelheid en het modulatie systeem volgt een minimum hoeveelheid licht energie/vermogen
dat op de detector moet vallen. Hoeveel licht kan de ontvangst telescoop verzamelen? Hoeveel
licht komt er aan bij de ontvanger? Hoeveel variatie zit daarin en wat is de invloed van het
daglicht? De bundel in de vrije ruimte kan op verschillende manieren worden onderbroken
(vogels, blaadjes) en verstrooid (regen, mist e.d.). Hoe vangt men dit op, met een hoger
vermogen? Het gebouw kan bewegen? Hoe vangt men dit op, hoe groot is het probleem? Hoeveel
moet vanuit de zendtelescoop uitzenden? Er zijn veiligheidseisen die aan de lichtbundel in de
vrije ruimte moeten worden gesteld. Deze geven de maximale vermogensdichtheid (afhankelijk
van de golflengte). In combinatie met de eis aan de hoeveelheid licht die nodig is in de ontvanger
geeft dit een ondergrens aan de bundel diameter. Hoeveel licht moet er uit de glasvezel komen?
De keuze van de glasvezel beïnvloed hoe goed de het licht uit de zendtelescoop kan worden
gecollimeerd. Hoeveel licht moet er uit de laser komen? Hoeveel variatie zit daarin in de diverse
omstandigheden? De keuze van de componenten en systeem prestaties zijn hier allemaal van
invloed. Het gaat er in deze ontwerpopdracht om dat de gemaakte keuze kwantitatief
worden onderbouwd en beargumenteerd.
Aan te bieden materialen en literatuur staan in detail omschreven in de appendices en op de OO8website.
Als men ander materiaal wil gebruiken, aarzel dan niet om daarnaar te informeren.
Pagina 9/30