Optisen lähettimen tuotantovirityksen automatisointi
Rantanen, Roope (2017)
Rantanen, Roope
2017
Sähkötekniikka
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2017-08-16
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201708241733
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201708241733
Tiivistelmä
Nykyiset kaapelitelevisioverkot ovat hybridi kuitu-koaksiaaliverkkoja. Verkon nimi on peräisin siinä käytettävistä kaapeleista: optisesta kuidusta sekä koaksiaalikaapelista. Verkon runkoverkko koostuu usein optisesta kuidusta ja jakeluverkko lähellä asiakkaita koaksiaalikaapelista. Runkoverkon ja jakeluverkon välissä sijaitsee verkon paikallinen solmukohta, jota kutsutaan nodeksi. Erityyppisistä kaapeleista johtuen verkkoon tarvitaan jokin komponentti tai laite, jolla voidaan muuntaa signaali koaksiaalikaapelissa käytettävästä sähköisestä muodosta kuidun optiseen muotoon. Kuvailtuun suuntaan muunnoksen suorittavaa laitetta kutsutaan optiseksi lähettimeksi. Verkossa kulkee lisäksi signaaleja kahteen suuntaan: operaattorilta asiakkaalle ja asiakkaalta operaattorille. Asiakkaalta operaattorille kulkevaa suuntaa kutsutaan paluusuunnaksi. Tässä työssä käsitelty lähetin oli eräs Teleste Oyj:n valmistama paluusuunnan optinen lähetin.
Lähettimen valmistusprosessissa hyödynnettiin tuotantoviritystä. Virityksen avulla voitiin kompensoida komponenttien yksilöiden välisistä vaihteluista johtuneet epätarkkuudet tietyissä laitteen ulostuloissa. Laitteen viritys suoritettiin käsin säädettyjen potentiometrien avulla, jolloin viritys muodostui aikaavieväksi osaksi valmistusprosessia. Täten käsivirityksestä haluttiin päästä eroon toteuttamalla viritys automaattisesti. Tämän työn tavoitteena oli valmistella lähettimen komponentit automaattiviritystä varten. Suunnitellun lähettimen tuli lisäksi sopia samaan spesifikaatioon sekä piirilevykokoon kuin aiempi lähetin.
Lähettimellä oli kaksi käsin viritettävää ominaisuutta. Ensimmäisenä levyllä tuotetun pilottisignaalin amplitudin suuruus haluttiin virittää kohdalleen säädettävän vaimentimen avulla. Toisena virityskohteena oli laserdiodin toimintapisteen asetus kohdalleen, joka tapahtui ohjaamalla laserdiodille muodostettua säätösilmukkaa.
Automaattiviritykseen vaadittu sähköinen ohjaus virityksiin toteutettiin työssä digitaalisten potentiometrien avulla. Muu kytkentä suunniteltiin digitaalisen potentiometrin avulla ohjattavaksi kummallekkin viritykselle omanlaisekseen.
Lähettimestä tehtiin prototyyppipiirilevyt testausta varten, ja laitetta mitattiin sen viritettävyyden kannalta sekä sen käytännön soveltuvuuden kannalta. Viritettävyyttä tutkittiin viritysikkunoiden sekä viritystarkkuuksien avulla. Kummassakin tapauksessa viritysikkunat saatiin sopiviksi, ja tarkkuus pilottisignaalin virityksessä riittäväksi. Laserdiodin toimintapisteen virityksen tarkkuus todettiin olevan aivan vaaditun tarkkuuden rajoilla, joten se todettiin todennäköisesti riittäväksi. Käytännön soveltuvuuden varmistamiseksi suoritetuttujen mittausten myötä laite todettiin soveltuvaksi edelleen sekä verkkoon että nodeen kaikissa lämpötilaolosuhteissa.
Lähettimen valmistusprosessissa hyödynnettiin tuotantoviritystä. Virityksen avulla voitiin kompensoida komponenttien yksilöiden välisistä vaihteluista johtuneet epätarkkuudet tietyissä laitteen ulostuloissa. Laitteen viritys suoritettiin käsin säädettyjen potentiometrien avulla, jolloin viritys muodostui aikaavieväksi osaksi valmistusprosessia. Täten käsivirityksestä haluttiin päästä eroon toteuttamalla viritys automaattisesti. Tämän työn tavoitteena oli valmistella lähettimen komponentit automaattiviritystä varten. Suunnitellun lähettimen tuli lisäksi sopia samaan spesifikaatioon sekä piirilevykokoon kuin aiempi lähetin.
Lähettimellä oli kaksi käsin viritettävää ominaisuutta. Ensimmäisenä levyllä tuotetun pilottisignaalin amplitudin suuruus haluttiin virittää kohdalleen säädettävän vaimentimen avulla. Toisena virityskohteena oli laserdiodin toimintapisteen asetus kohdalleen, joka tapahtui ohjaamalla laserdiodille muodostettua säätösilmukkaa.
Automaattiviritykseen vaadittu sähköinen ohjaus virityksiin toteutettiin työssä digitaalisten potentiometrien avulla. Muu kytkentä suunniteltiin digitaalisen potentiometrin avulla ohjattavaksi kummallekkin viritykselle omanlaisekseen.
Lähettimestä tehtiin prototyyppipiirilevyt testausta varten, ja laitetta mitattiin sen viritettävyyden kannalta sekä sen käytännön soveltuvuuden kannalta. Viritettävyyttä tutkittiin viritysikkunoiden sekä viritystarkkuuksien avulla. Kummassakin tapauksessa viritysikkunat saatiin sopiviksi, ja tarkkuus pilottisignaalin virityksessä riittäväksi. Laserdiodin toimintapisteen virityksen tarkkuus todettiin olevan aivan vaaditun tarkkuuden rajoilla, joten se todettiin todennäköisesti riittäväksi. Käytännön soveltuvuuden varmistamiseksi suoritetuttujen mittausten myötä laite todettiin soveltuvaksi edelleen sekä verkkoon että nodeen kaikissa lämpötilaolosuhteissa.