光纤信号传输实验
信号光纤传输技术实验.

音频信号光纤传输技术实验预习要求通过预习应理解以下几个问题:1.音频信号光纤传输系统由那几个部分组成、主要器件(LED 、SPD 和光纤)的工作原理;2.LED 调制、驱动电路工作原理3.LED 偏置电流和调制信号的幅度应如何选择、;4.测量SPD 光电流的I-V 变换电路的工作原理。
实验目的1.熟悉半导体电光/光电器件基本性能及主要特性的测试方法;2.了解音频信号光纤传输系统的结构及各主要部件的选配原则;3.掌握半导体电光和光电器件在模拟信号光纤传输系统中的应用技术;4.学习音频信号光纤传输系统的调试技术。
实验原理一.系统的组成音频信号光纤传输系统的原理图如图8-1-1所示。
它主要包括由LED (光源)及其调制、驱动电路组成的光信号发送器、传输光纤和由光—电转换、I —V 变换及功放电路组成的光信号接收器三个部分。
光源器件LED 的发光中心波长必须在传输光纤呈现低损耗的0.85μm、1.3μm或1.5μm附近。
本实验采用中心波长0.85μm的GaAs 半导体发光二极管作光源、峰值响应波长为0.8~0.9μm的硅光二极管SPD 作光电检测元件。
为了避免或减少谐波失真,要求整个传输系统的频带宽度能够覆盖被传信号的频谱范围。
对于音频信号,其频谱在20Hz ~20KHz 的范围内。
光导纤维对光信号具有很宽的频带,故在音频范围内,整个系统的频带宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电路的频率特性。
二、光纤的结构及传光原理衡量光纤信道性能好坏有两个重要指标:一是看它传输信息的距离有多远,二是看它单位时间内携带信息的容量有多大。
前者决定于光纤的损耗特性,后者决定于光纤的频率特性。
目前光纤的损耗容易做到每公里零点几dB 水平。
光纤的损耗与工作波长有关,所以在工作波长的选用上,应尽量选用低损耗的工作波长。
光纤通讯最早是用短波长0.85μm,近来发展到能用1.3~1.55μm范围的波长,在这一波长范围内光纤不仅损耗低,而且“色散”也小。
光纤传输_实验报告

一、实验目的1. 了解光纤传输的基本原理和结构。
2. 掌握光纤传输系统的基本组成和功能。
3. 学习光纤传输的实验方法和测试技术。
4. 熟悉光纤传输中常见问题的解决方法。
二、实验原理光纤传输是一种利用光导纤维传输光信号的技术。
光导纤维由纤芯、包层和涂覆层组成,纤芯具有较高的折射率,包层折射率较低,通过全内反射原理实现光信号的传输。
光纤传输具有以下特点:1. 传输速率高:光纤传输速率可达数十吉比特/秒。
2. 传输距离远:光纤传输距离可达数公里至数十公里。
3. 抗干扰性强:光纤传输不受电磁干扰。
4. 保密性好:光纤传输不易被窃听。
三、实验仪器与设备1. 光纤传输实验装置2. 光源3. 光纤连接器4. 光功率计5. 光频谱分析仪6. 光时域反射计(OTDR)四、实验内容1. 光纤连接器测试2. 光纤传输系统测试3. 光功率测试4. 光频谱分析5. OTDR测试五、实验步骤1. 光纤连接器测试(1)将光纤连接器插入光源,调整光源输出功率。
(2)将光纤连接器插入光功率计,测量输出功率。
(3)比较实际输出功率与理论输出功率,分析误差原因。
2. 光纤传输系统测试(1)搭建光纤传输系统,包括光源、光纤、光功率计等。
(2)测量系统传输速率,记录测试数据。
(3)分析测试数据,评估系统性能。
3. 光功率测试(1)将光功率计插入光纤传输系统,测量系统输出功率。
(2)记录实际输出功率与理论输出功率,分析误差原因。
4. 光频谱分析(1)将光频谱分析仪连接到光纤传输系统。
(2)测量系统输出信号的频谱,记录测试数据。
(3)分析测试数据,了解系统频谱特性。
5. OTDR测试(1)将OTDR连接到光纤传输系统。
(2)测量系统传输损耗,记录测试数据。
(3)分析测试数据,评估系统传输损耗。
六、实验结果与分析1. 光纤连接器测试结果显示,实际输出功率与理论输出功率基本一致,误差在允许范围内。
2. 光纤传输系统测试结果显示,系统传输速率达到预期目标,系统性能良好。
中南光纤传输实验报告

一、实验目的1. 了解光纤的基本原理和特性;2. 掌握光纤传输系统的基本组成和原理;3. 熟悉光纤通信设备的使用方法;4. 分析光纤传输系统的性能指标。
二、实验原理光纤通信是利用光波在光纤中传播来实现信息传输的一种通信方式。
光纤具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强等优点,是目前通信领域的主流传输方式。
本实验通过搭建光纤传输系统,对光纤的传输特性进行测试和分析。
三、实验仪器与设备1. 光纤传输实验平台;2. 光源(LED、激光器);3. 光纤连接器;4. 光功率计;5. 光衰减器;6. 光纤测试仪;7. 计算机及数据采集软件。
四、实验步骤1. 搭建光纤传输实验平台,连接光源、光纤、光功率计等设备;2. 将光源发出的光信号输入到光纤中,通过光纤传输;3. 在接收端使用光功率计测量接收到的光功率;4. 改变光衰减器的衰减值,观察光功率的变化;5. 使用光纤测试仪测量光纤的损耗;6. 记录实验数据,分析光纤传输系统的性能指标。
五、实验数据及分析1. 光源发出的光功率为-5dBm,光纤损耗为0.5dB/km;2. 当光衰减器衰减值为0dB时,接收端光功率为-15dBm;3. 当光衰减器衰减值为5dB时,接收端光功率为-20dBm;4. 光纤损耗与光衰减器衰减值的关系如图1所示。
分析:从实验数据可以看出,光纤传输系统的传输损耗与光衰减器衰减值成正比关系。
随着光衰减器衰减值的增加,接收端光功率逐渐减小,说明光纤传输系统的传输性能逐渐变差。
六、实验结论1. 光纤传输系统具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强等优点;2. 光纤传输系统的传输损耗与光衰减器衰减值成正比关系;3. 本实验成功搭建了光纤传输系统,并对光纤的传输特性进行了测试和分析。
七、实验注意事项1. 实验过程中,注意保持光纤连接器的清洁,避免污染;2. 光源发出的光功率不宜过高,以免损坏光纤;3. 实验数据应准确记录,以便后续分析。
八、实验总结通过本次实验,我们对光纤传输系统的基本原理、组成和性能有了更深入的了解。
光纤通信_实验4实验报告 模拟信号光纤传输实验

课程名称:光纤通信实验名称:实验 4 模拟信号光纤传输实验姓名:班级:学号:实验时间:指导教师:得分:一、实验目的1、了解模拟信号光纤通信原理。
2、了解不同频率不同幅度的正弦波、三角波、方波等模拟信号的系统光传输性能情况。
二、实验器材1、主控&信号源模块2、25 号光收发模块3、示波器三、实验内容测量不同的正弦波、三角波和方波的光调制系统性能。
四、实验步骤(注:实验过程中,凡是涉及到测试连线改变时,都需先停止运行仿真,待连线调整完后,再开启仿真进行后续调节测试。
)1、登录e-Labsim 仿真系统,创建仿真工作窗口,选择实验所需模块和示波器。
2、参考系统框图,依次按下面说明进行连线。
(1)用连接线将信号源A-OUT,连接至25 号模块的TH1 模拟输入端。
(2)连接25 号模块的光发端口和光收端口,此过程是将电信号转换为光信号,经光纤跳线传输后再将光信号还原为电信号。
(3)将25 号模块的P4 光探测器输出端,连接至23 号模块的P1 光探测器输入端。
3、设置25 号模块的功能初状态。
(1)将收发模式选择开关S3 拨至“模拟”,即选择模拟信号光调制传输。
(2)将拨码开关J1 拨至“ON”,即连接激光器;拨码开关APC 此时选择“ON”或“OFF” 都可,即APC 功能可根据需要随意选择。
(3)将功能选择开关S1 拨至“光功率计”,即选择光功率计测量功能。
4、运行仿真,开启所有模块的电源开关。
5、进行系统联调和观测。
(1)设置主控模块的菜单,选择【主菜单】→【光纤通信】→【模拟信号光调制】。
此时系统初始状态中A-OUT输出为1KHz正弦波。
调节信号源模块的旋钮W1,使A-OUT输出正弦波幅度为1V。
(2)选择进入主控&信号源模块的【光功率计】功能菜单。
(3)保持信号源频率不变,改变信号源幅度测量光调制性能:调节信号源模块的率,自行设计表格记录不同频率时的光调制功率变化情况。
6、停止仿真,删除23 号模块和25 号模块之间的连接线,示波器两个通道分别连接光接收机的模拟输出端TH4 和光发射机的模拟输入端TH1。
光纤信号传输实验报告
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光纤信号传输实验报告光纤传输实验报告实验目的:音频信号光纤传输1、学习音频信号光纤传输系统的基本结构和各部件的选配原则。
2、熟悉光纤传输系统中电光/光电转换器件的基本性能。
3、训练如何在音频信号光纤传输系统中获得较好的信号传输质量。
实验仪器TKGT-1型音频信号光纤传输实验仪信号发生器双踪示波器实验原理光纤,又名光导纤维,是20世纪70年代为光通信而发展起来的一种新型材料,具有损耗低、频带宽、耐高温、绝缘性好、抗电磁干扰、光学特性好等优点。
1970年,美国康宁公司率先研制出了世界上第一根传输衰减损耗小于20dB/km的石英光纤。
目前,普通单模光纤的传输损耗在工作波长为1550纳米窗口损耗小于0.2dB/km,在1310纳米窗口小于0.3 dB/km。
目前商用光纤制作工艺多为渐变折射率芯层光纤。
从传输模式来说,光纤分为单模和多模两种;从结构上来说,分为普通光纤和特殊光纤,普通光纤包括单模和多模光纤,特殊光纤包括保偏光纤、单偏振光纤和塑料光纤等。
普通光纤的外径为125微米,单模光纤芯径为5-10微米,多模光纤芯径为50、62.5、80、100微米,加护套总直径约为1毫米。
目前通信干线用光纤一般为单模光纤,光纤工作波长为1550纳米。
一般光纤的结构是由导光的纤芯和周围包覆的涂层组成。
光纤的工作基础是光的全反射。
由于纤芯的折射率大于涂层的折射率,当光从纤芯射向涂层,且入射角大于临界角,则射入的光在界面上产生全反射,成“之”字形前进,传播到圆柱形光纤的另一端而发射出去,这就是光纤的传光原理。
附:光的全反射原理根据光的反射和折射定律,即?11 n1sin?1?n2sin?2 若n1n2,横线上为2,下为1介质,即光由光密介质射入光疏介质,且入射角大于临界角,即c时,就发生光的全反射现象。
由于在临界状态下,22,代入上式,则?c?arcsin??n2n1 ,称为全反射临界角。
?光波在光纤中传输,可以用两种不同的理论来解释。
光纤传输系统实验报告
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光纤传输系统实验报告光纤传输系统实验报告引言:光纤传输系统是一种利用光信号传输信息的高速通信技术,被广泛应用于现代通信领域。
本实验旨在通过搭建光纤传输系统,探究其传输性能及优势,并对其在实际应用中的潜力进行评估。
一、实验目的本实验的主要目的是通过搭建光纤传输系统,测量其传输性能,并对比传统的电信号传输系统,评估光纤传输系统的优势。
二、实验原理光纤传输系统是利用光信号在光纤中传输信息的技术。
其基本原理是通过将电信号转换为光信号,并利用光纤的高速传输特性,将信号从发送端传输到接收端。
光纤传输系统主要由光源、调制器、光纤、接收器和解调器等组成。
三、实验步骤1. 搭建光纤传输系统:将光源、调制器、光纤、接收器和解调器依次连接起来,确保连接稳定可靠。
2. 测试传输性能:通过发送端发送一系列测试信号,利用接收端接收并解调信号,测量信号的传输速率、传输距离和误码率等指标。
3. 对比实验:同时进行一组传统电信号传输系统的测试,比较两者的传输性能差异。
四、实验结果与分析通过测试,我们得到了光纤传输系统的传输性能数据。
与传统电信号传输系统相比,光纤传输系统具有以下优势:1. 高速传输:光纤传输系统的传输速率远高于传统电信号传输系统,可以满足大容量数据传输的需求。
2. 长距离传输:光纤传输系统的传输距离较长,信号衰减较小,适用于远距离通信。
3. 低误码率:光纤传输系统的传输信号稳定可靠,误码率较低,适用于高质量通信。
4. 抗干扰能力强:光纤传输系统对电磁干扰和噪声的抗干扰能力较强,传输信号的稳定性更高。
五、实验结论通过本次实验,我们验证了光纤传输系统在传输性能方面的优势。
光纤传输系统具有高速传输、长距离传输、低误码率和抗干扰能力强等特点,适用于各种通信领域。
在未来的通信发展中,光纤传输系统将发挥更加重要的作用。
六、实验总结本次实验通过搭建光纤传输系统,深入了解了其原理和传输性能。
光纤传输系统作为一种高速、稳定的通信技术,为现代通信领域的发展提供了强大的支持。
光纤信号传输实验报告
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光纤信号传输实验报告光纤信号传输实验报告引言:随着科技的不断进步,光纤通信作为一种高速、大容量、低损耗的传输方式,已经成为现代通信领域的重要组成部分。
本实验旨在通过搭建光纤传输系统,探究光纤信号传输的原理和性能。
一、实验目的本实验的主要目的有三点:1.了解光纤传输的基本原理和结构;2.掌握光纤传输系统的搭建和调试方法;3.研究光纤传输的性能指标,如传输距离、带宽等。
二、实验器材和原理1.实验器材:本实验所需的器材包括:光纤、光纤收发器、光源、光功率计、信号发生器等。
2.实验原理:光纤传输是利用光的全内反射原理,将信息通过光的折射和反射在光纤中传输的技术。
光纤由芯和包层组成,芯是光信号传输的主要通道,包层则用于保护和引导光信号。
光纤传输的基本原理是利用光的全内反射现象,当光线从光纤的一端入射时,当入射角小于临界角时,光线会发生全内反射,从而沿着光纤传输。
光纤传输的距离和传输质量受到多种因素的影响,如光纤的损耗、色散、衰减等。
三、实验步骤1.搭建光纤传输系统:首先,将光纤收发器分别连接到光源和光功率计上,然后将光纤的一端连接到光纤收发器的发射端,另一端连接到接收端。
接下来,将信号发生器连接到光源上,通过调节信号发生器的频率和幅度,产生不同的信号。
2.调试光纤传输系统:通过调节光源和光功率计之间的距离,观察光功率计的读数变化,确定最佳传输距离。
同时,通过调节信号发生器的参数,观察信号的传输质量,如是否出现失真、噪声等现象。
3.测量光纤传输性能:利用光功率计测量光纤传输系统的光功率损耗,通过改变传输距离和光纤的类型,比较不同条件下的光功率损耗情况。
此外,还可以利用频谱分析仪测量光纤传输的带宽,了解光纤传输系统的传输能力。
四、实验结果与分析通过实验,我们得到了以下结果:1.在调试光纤传输系统时,我们发现光功率计的读数随着光源和光功率计之间的距离增加而减小,当距离过远时,光功率计无法读取到信号,说明光纤传输存在传输距离限制。
光纤传输实验报告(共8篇)
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光纤传输实验报告(共8篇)
1. 实验目的
通过本次实验,我们的目的是了解光纤传输的基本原理、结构和特点,并熟悉光纤通信系统的构成,掌握光纤传输实验的基本操作和注意事项。
2. 实验器材和材料
主要器材有:激光器、偏振器、光纤发射机、光纤接收机、光功率计、光纤、电缆等。
主要材料有:测试记录表格、实验手册等。
3. 实验原理
光纤传输是指利用光纤作为信号传输中介的通信方式。
光纤是一种用玻璃、塑料、石英等物质制成的细长、柔韧可弯曲的导光体,通过对光的全内反射来实现信号的传输。
在光纤传输中,激光作为载荷被发射机转换成光信号,经过光纤的传播和干扰、衰减和扩散、噪声和失真等影响后,到达接收机进行解码并转换为电信号输出。
4. 实验步骤
(1)接通设备并拟定实验计划:先接通激光器、光纤发射机和光纤接收机等设备,确定实验计划和实验要求。
(2)调整偏振器和测试光功率:首先需要调整偏振器并测量测试光功率,确保光信号的输出和传输。
(3)连接光纤并测试网络质量:将光纤连接到发射机或接收机并测试网络质量,计算信号的传输速度和误码率等参数。
(4)记录数据并分析结果:将实验过程中的数据记录下来,并进行数据分析和统计,得出结论并进行总结。
5. 实验注意事项
(1)实验操作时需严格遵守操作规程和安全规范,避免任何不必要的事故和安全隐患。
(2)实验时需认真检查设备连接,确保连接正确和稳定,以免出现信号的传输失败和误差。
(3)实验过程中需注意环境干扰和噪声干扰,以免影响实验结果和数据测量的准确性。
(4)实验结束后需及时关闭设备并整理实验器材、材料、记录表格等,保持实验室的整洁和安全。
实验四-模拟信号光纤传输系统实验

实验四模拟信号光纤传输系统实验一、实验目的1、了解发送光端机的发光管特性;2、掌握如何在光纤信道中高性能传输模拟信号;3、掌握发送光端机中传输模拟信号驱动电路的设计;4、了解光检测器的原理;5、光接收机的组成;二、预备知识1、光端机发光管特性;2、信道的非线性;3、光电转换特性;4、弱信号检测;三、实验仪器1、Z H5002(II)型“光纤发送模块”、“光纤接收模块”一套;2、20MHz示波器一台;3、低频信号源一台;4、光功率计一台;四、实验原理1、模拟光纤传输系统的主要技术指标:模拟光纤传输系统有两个关键性的质量指标:(1)信噪比S/N(2)信道线性度(非线性失真度)信噪比S/N与信道线性度分别表达噪声大小和线性好坏,这两个指标的数值依据传输的实际用途而定。
一般地说高质量的电视传输(例如演播室图象传输)要求信噪比S/N达到56dB,差分增益ΔG=0.3dB(差分增益是用于表示在不同输入信号电平上所引起增益的差值,即通道的线性度)。
对于数字载波传输系统(模拟信号传输),所需信噪比S/N和通道线性度一般比这要求低,可根据实际系统指标的分配决定。
2、模拟光纤传输系统的噪声来源噪声问题是模拟光纤系统最重要的问题之一,系统的任何组成部分包括有源部件和无源部件都可产生噪声,并叠加在传输信号之上。
在模拟传输系统中,主要由光发射机、传输光纤、光接收机和各类连接器所组成。
在光接收机中光检测器又由光检二极管和前置放大器组成。
模拟光纤传输链路中的噪声主要来源于以下几个方面:(1)光发射机中激光器光强的涨落,即相对强度噪声。
在模拟光纤系统中,激光器的直流偏置点是置于线性范围的中间,即在高于激光器阀值电流I th的某一电流I处。
相对强度噪声随着激光器的偏置不同而变化,在阀值附近,其达到最大,随着偏置增加,•即激光器输出功率增加,其会下降。
相对强度噪声和激光器的工作频率亦有关系,一般在低频时较小,而在高频时相对强度噪声则明显增加。
大学光纤传输实验报告

一、实验目的1. 了解光纤传输系统的基本结构和各部件的选配原则。
2. 熟悉光纤传输系统中电光/光电转换器件的基本性能。
3. 训练如何在光纤传输系统中获得较好的信号传输质量。
二、实验原理光纤传输技术是一种利用光导纤维传输信号的通信技术。
光纤具有损耗低、频带宽、耐高温、绝缘性好、抗电磁干扰等优点,已成为现代通信的主要传输手段。
光纤传输系统主要由以下几部分组成:1. 光源:将电信号转换为光信号,常用的光源有LED、激光二极管等。
2. 光纤:传输光信号的介质,分为单模光纤和多模光纤。
3. 光发射机:将电信号转换为光信号,并驱动光源。
4. 光接收机:将光信号转换为电信号,并进行放大处理。
5. 传输介质:连接光发射机和光接收机的介质,如光缆等。
实验中,我们主要研究LED-传输光纤组件的电光特性,并验证硅光电二极管可以将传输的光信号转换为电信号。
三、实验仪器1. TKGT-1型音频信号光纤传输实验仪2. 信号发生器3. 双踪示波器四、实验步骤1. 连接实验仪器,包括光源、光纤、光发射机、光接收机和传输介质。
2. 将信号发生器输出的电信号输入光发射机,驱动光源发光。
3. 通过光纤将光信号传输到光接收机。
4. 在光接收机输出端连接示波器,观察接收到的电信号波形。
5. 调整光源的偏置电流和调制信号的幅度,观察信号传输质量的变化。
五、实验结果与分析1. 在合适的偏置电流下,LED-传输光纤组件具有线性电光特性,信号传输质量较好。
2. 随着偏置电流的增加,LED-传输光纤组件的光输出功率增加,信号传输质量提高。
3. 调整调制信号的幅度,可以改变信号传输质量。
当调制信号幅度过大时,会产生谐波失真,信号传输质量下降。
六、实验结论1. 光纤传输技术具有损耗低、频带宽、抗干扰能力强等优点,是现代通信的主要传输手段。
2. 通过调整光源的偏置电流和调制信号的幅度,可以优化信号传输质量。
3. 本实验验证了LED-传输光纤组件的电光特性,为实际应用提供了理论依据。
光纤传输实验报告
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光纤传输实验报告光纤传输实验报告引言在现代科技的快速发展中,光纤传输技术成为了信息传输领域的重要组成部分。
光纤传输具有高速、大容量、低损耗等优势,被广泛应用于通信、数据传输、医疗设备等领域。
本实验旨在通过实际操作,验证光纤传输的原理和性能,并了解其在实际应用中的局限性。
实验一:光纤传输原理验证实验目的:验证光纤传输的原理,了解光纤的基本结构和工作原理。
实验步骤:1. 准备一根光纤,将其两端分别连接到光源和接收器。
2. 打开光源,观察接收器是否能够接收到光信号。
3. 通过改变光源的强度和频率,观察接收器对光信号的响应情况。
实验结果与分析:在实验中,我们观察到当光源工作时,接收器能够接收到光信号,并且随着光源强度和频率的变化,接收器对光信号的响应也相应变化。
这说明光纤传输是通过光信号的传输来实现的。
光信号在光纤中以全内反射的方式传播,通过光纤的折射和反射,实现信号的传输。
实验二:光纤传输性能测试实验目的:测试光纤传输的带宽、传输距离和传输速率。
实验步骤:1. 准备一根长度为100米的光纤,将其两端分别连接到光源和接收器。
2. 设置测试仪器,记录光纤传输的带宽、传输距离和传输速率。
3. 通过改变光源的强度和频率,观察带宽、传输距离和传输速率的变化情况。
实验结果与分析:在实验中,我们测试了光纤传输的带宽、传输距离和传输速率。
结果显示,光纤传输具有较大的带宽,能够支持高速数据传输。
传输距离方面,光纤传输的损耗较小,可以支持较长的传输距离。
传输速率方面,光纤传输速率高,能够满足大容量数据传输的需求。
实验三:光纤传输的局限性实验目的:了解光纤传输在实际应用中的局限性。
实验步骤:1. 将光纤连接到一个强光源和一个接收器。
2. 改变光纤的弯曲程度,观察光信号的传输情况。
3. 改变光纤连接的角度,观察光信号的传输情况。
实验结果与分析:在实验中,我们观察到当光纤被弯曲或连接角度改变时,光信号的传输会受到影响。
光纤传输需要保持较小的弯曲半径和恰当的连接角度,以确保光信号的传输质量。
光纤传输技术实验实验报告
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光纤传输技术实验实验报告实验目的:本实验旨在使学生了解光纤传输技术的原理,掌握光纤通信的基本操作和测试方法,并通过实验加深对光纤传输特性的理解。
实验原理:光纤传输技术是利用光波在光纤中传输信息的一种通信方式。
光纤由纤芯和包层组成,光波在纤芯中以全反射的方式传播,从而实现长距离、高带宽的信息传输。
实验设备:1. 光纤传输实验平台2. 光源(激光器)3. 光纤连接器4. 光纤衰减器5. 光功率计6. 光时域反射仪(OTDR)7. 光纤熔接机(可选)实验步骤:1. 连接光纤传输实验平台,确保所有设备连接正确。
2. 打开光源,调节至合适的输出功率。
3. 将光源与光纤连接器连接,确保连接牢固。
4. 通过光纤传输实验平台传输光信号,观察光信号的传输情况。
5. 使用光功率计测量输入端和输出端的光功率,记录数据。
6. 如有必要,使用光纤衰减器调整光信号的强度。
7. 使用OTDR测试光纤的损耗和长度。
8. 根据实验要求,进行光纤熔接实验(可选)。
实验结果:1. 光功率计测量结果显示,输入端和输出端的光功率分别为X dBm和Y dBm。
2. OTDR测试结果显示,光纤的损耗为Z dB/km,长度为A km。
3. 若进行了光纤熔接实验,熔接点的损耗为B dB。
实验分析:通过实验数据,可以分析光纤传输的损耗特性和传输效率。
输入端和输出端的光功率差值反映了光纤的衰减情况。
OTDR测试结果可以进一步验证光纤的损耗和长度,为光纤传输系统的设计与优化提供参考。
实验结论:本次实验成功地展示了光纤传输技术的基本操作和测试方法。
通过实验,我们了解到光纤传输具有低损耗、高带宽等优点,是现代通信系统中不可或缺的技术之一。
实验中测量的数据和分析结果为光纤传输系统的设计和优化提供了重要的参考。
实验心得:通过本次实验,我对光纤传输技术有了更深入的了解。
实验过程中,我学会了如何操作光纤传输实验平台,如何使用光功率计和OTDR等测试工具。
此外,通过实际操作,我更加明白了光纤传输技术在现代通信领域的重要性。
信号传输实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景随着信息技术的飞速发展,信号传输技术在各个领域都发挥着至关重要的作用。
本实验旨在通过一系列的信号传输实验,加深对信号传输基本原理、技术及实际应用的理解。
实验涵盖了模拟信号和数字信号的传输,以及信号调制、解调、滤波等关键环节。
二、实验目的1. 理解信号传输的基本原理和过程。
2. 掌握信号调制、解调、滤波等关键技术。
3. 熟悉模拟信号和数字信号传输的特点及区别。
4. 分析信号传输过程中可能出现的干扰和噪声,并提出相应的解决方法。
三、实验内容1. 模拟信号传输实验(1)实验原理:通过观察示波器上的波形,分析模拟信号的传输过程,包括调制、解调、滤波等环节。
(2)实验步骤:1. 连接实验电路,包括信号发生器、调制器、解调器、滤波器等。
2. 调整信号发生器,产生一定频率和幅度的正弦波信号。
3. 观察调制器输出波形,分析调制效果。
4. 将调制后的信号输入解调器,观察解调效果。
5. 通过滤波器滤除噪声,观察滤波效果。
(3)实验结果与分析:通过实验,我们发现模拟信号在传输过程中容易受到干扰和噪声的影响,导致信号失真。
调制、解调、滤波等环节可以有效提高信号质量,降低干扰和噪声的影响。
2. 数字信号传输实验(1)实验原理:通过观察示波器上的波形,分析数字信号的传输过程,包括编码、解码、传输等环节。
(2)实验步骤:1. 连接实验电路,包括数字信源、编码器、解码器、传输线路等。
2. 调整数字信源,产生一定频率和幅度的数字信号。
3. 观察编码器输出波形,分析编码效果。
4. 将编码后的信号通过传输线路传输。
5. 观察解码器输出波形,分析解码效果。
(3)实验结果与分析:通过实验,我们发现数字信号在传输过程中具有较强的抗干扰能力,能够有效降低噪声的影响。
编码、解码等环节可以提高信号传输的可靠性。
3. 信号调制、解调实验(1)实验原理:通过观察示波器上的波形,分析信号调制、解调过程。
(2)实验步骤:1. 连接实验电路,包括调制器、解调器、滤波器等。
音频信号光纤传输技术实验

音频信号光纤传输技术实验[目的要求]1.熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法。
2.了解音频信号光纤传输的结构及选配各主要部件的原则。
3.学习分析集成运放电路的基本方法。
4.训练音频信号光纤传输系统的测试技术。
[仪器设备]1.YOF—B型音频信号光纤传输技术实验仪。
2.音频信号发生器。
3.示波器。
4.数字万用表。
[实验原理]一.系统的组成图(1)示给出了一个音频信号直接光强调制光纤传输系统的结构原理图, 它主要包括由LED及其调制、驱动电路组成的光信号发送器、传输光纤和由光电转换、I—V变换及功放电路组成的光信号接收器的三个部分。
图1 音频信号光纤传输实验系统原理图本实验采用中心波长0.85μm附近的GaAs半导体发光二极管(LED)作光源、峰值响应波长为0.8~0.9μm的硅光二极管(SPD)作光电检测元件。
由于光导纤维对光信号具有很宽的频带, 故在音频范围内, 整个系统的频带宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电路的幅频特性。
二.光导纤维的结构及传光原理光纤按其模式性质通常可以分成两大类①单模光纤②多模光纤。
无论单模或多模光纤, 其结构均由纤芯和包层两部分组成。
纤芯的折射率较包层折射率大, 对于单模光纤, 纤芯直径只有5~10μm, 在一定的条件下, 只允许一种电磁场形态的光波在纤芯内传播, 多模光纤的纤芯直径为50μm或62.5μm, 允许多种电磁场形态的光波传播;以上两种光纤的包层直径均为125μm。
按其折射率沿光纤截面的径向分布状况又分成阶跃型和渐变型两种光纤, 对于阶跃型光纤, 在纤芯和包层中折射率均为常数, 但纤芯一包层界面处减到某一值后, 在包层的范围内折射率保持这一值不变, 根据光射线在非均匀介质中的传播理论分析可知: 经光源耦合到渐变型光纤中的某些光射线, 在纤芯内是沿周期性地弯向光纤轴线的曲线传播。
本实验采用阶跃型多模光纤作为信道, 现应用几何光学理论进一步说明这种光纤的传光原理。
模拟信号光纤传输实验报告
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模拟信号光纤传输实验报告模拟信号光纤传输实验报告一、实验目的1、了解光纤传输原理;2、掌握实验环境的准备;3、掌握仪器的操作;4、熟悉模拟信号光纤传输设备的连接;5、理解光纤传输过程中的参数。
二、实验准备1、实验仪器(1)频率计:用于测量验证光纤参数。
(2)光功率计:用来测量光信号的功率。
(3)模拟信号光纤传输设备:用来实现模拟信号在光纤中的传输。
2、实验原理模拟信号光纤传输是一种将模拟信号(如声音或数字信号)通过光纤传输的方式,它采用模拟信号光纤传输设备将传输信号转换为光信号,然后通过光缆传输到另一端,再由模拟信号光纤传输设备将光信号转换成模拟信号。
三、实验步骤1、准备实验仪器,并检查每台仪器的连接情况;2、用频率计测量光纤参数,确保其符合规定的范围;3、将模拟信号光纤传输设备的输入端(A端)与光纤的输入端连接,并使用光功率计和频率计检查其连接情况;4、将模拟信号光纤传输设备的输出端(B端)连接到光纤的输出端,并使用光功率计和频率计检查其连接情况;5、打开模拟信号光纤传输设备的电源开关,检查传输正常;6、用频率计测量A端与B端的光纤参数,确保其符合规定的范围;7、关闭模拟信号光纤传输设备电源,完成实验。
四、数据分析1、A端光纤参数:波长:1310nm光纤损耗:0.3dB/km色散:0.14ps/nm/km2、B端光纤参数:波长:1310nm光纤损耗:0.2dB/km色散:0.12ps/nm/km3、A端接收光功率:-27dBmB端发射光功率:-20dBm四、实验结论通过本次实验,能够正确掌握模拟信号光纤传输设备的安装、操作以及各参数的测量,实现彼此之间的模拟信号传输。
通过实验,能够更加深入地理解模拟信号在光纤中的传输过程,从而验证模拟信号光纤传输设备的正常工作状态,使其能够正常发挥作用,从而实现良好的信号传输。
光纤传输实验实验报告

光纤传输实验实验报告光纤传输实验实验报告引言光纤传输技术作为一种高速、高带宽、低损耗的通信传输方式,已经广泛应用于各个领域。
本实验旨在通过实际操作,探究光纤传输的原理和特性,并对其性能进行测试和评估。
一、实验设备和方法1. 实验设备本实验采用的设备包括光纤传输装置、光源、光探测器、光纤衰减器等。
2. 实验方法首先,将光源与光纤传输装置连接,通过调节光源的功率,观察光纤传输的亮度和稳定性。
然后,将光探测器与光纤传输装置连接,记录光探测器输出的信号强度。
最后,通过调节光纤衰减器,模拟不同距离下的光纤传输损耗情况。
二、实验结果和分析1. 光源功率调节通过调节光源的功率,我们观察到光纤传输的亮度和稳定性会有所变化。
当光源功率较低时,光纤传输的亮度较暗,且容易受到外界干扰而不稳定;当光源功率较高时,光纤传输的亮度较亮,但也容易产生过度饱和的现象。
因此,在实际应用中,需要根据具体需求调节光源功率,以保证光纤传输的稳定性和适当的亮度。
2. 光探测器输出信号强度将光探测器与光纤传输装置连接后,我们记录了光探测器输出的信号强度。
实验结果显示,随着光源功率的增加,光探测器输出的信号强度也相应增加。
这表明光纤传输的信号强度与光源功率存在一定的正相关关系。
此外,我们还发现,当光源功率过高时,光探测器输出的信号强度会达到一个饱和值,进一步增加光源功率并不会显著提高信号强度。
因此,在实际应用中,需要根据光纤传输的距离和信号要求,选择适当的光源功率。
3. 光纤传输损耗通过调节光纤衰减器,我们模拟了不同距离下的光纤传输损耗情况。
实验结果显示,随着光纤传输距离的增加,光纤传输的信号强度会逐渐减弱。
这是由于光在光纤中的传输过程中会发生一定的损耗,导致信号衰减。
此外,我们还观察到,当光纤传输距离较长时,信号强度的衰减速度会更快。
因此,在实际应用中,需要根据光纤传输的距离和信号要求,选择合适的光纤衰减器,以保证信号的传输质量。
三、实验结论通过本实验,我们对光纤传输的原理和特性有了更深入的了解。
光纤传输实验_实验报告

一、实验目的1. 了解光纤传输的基本原理和特点。
2. 掌握光纤传输实验的基本操作步骤和注意事项。
3. 通过实验验证光纤传输系统的性能指标。
二、实验原理光纤传输是利用光导纤维传输光信号的一种通信技术。
光纤具有传输损耗低、频带宽、抗干扰能力强等优点,是现代通信技术的重要组成部分。
光纤传输实验主要包括光源、光纤、光电探测器等部分。
三、实验仪器与设备1. 光源:LED光源、激光光源等。
2. 光纤:单模光纤、多模光纤等。
3. 光电探测器:光电二极管、雪崩光电二极管等。
4. 光功率计:用于测量光功率。
5. 光时域反射仪(OTDR):用于测量光纤长度、损耗等。
6. 光纤连接器:用于连接光纤。
7. 光纤测试架:用于固定光纤和仪器。
四、实验内容1. 光源与光纤的连接(1)将光源与光纤连接器连接,确保连接牢固。
(2)将连接好的光纤插入光纤测试架。
2. 光功率测量(1)将光功率计与光源输出端连接。
(2)开启光源,调整光功率计,记录光功率值。
3. 光纤损耗测量(1)将光纤的另一端连接光电探测器。
(2)开启光源,调整光功率计,记录光纤输入端的光功率值。
(3)将光纤连接器拔掉,记录光纤输出端的光功率值。
(4)计算光纤损耗:光纤损耗 = (光纤输入端光功率 - 光纤输出端光功率) / 光纤输入端光功率。
4. 光纤长度测量(1)将光纤的另一端连接光电探测器。
(2)使用OTDR测量光纤长度。
5. 光纤传输性能测试(1)将光纤连接器拔掉,记录光纤输出端的光功率值。
(2)调整光源功率,观察光功率变化。
(3)调整光纤长度,观察光功率变化。
五、实验结果与分析1. 光源与光纤的连接牢固,无光泄露现象。
2. 光功率测量结果符合实验原理,光功率值稳定。
3. 光纤损耗测量结果符合实验原理,光纤损耗较低。
4. 光纤长度测量结果符合实验原理,光纤长度准确。
5. 光纤传输性能测试结果表明,随着光源功率和光纤长度的增加,光功率逐渐降低。
六、实验总结通过本次实验,我们了解了光纤传输的基本原理和特点,掌握了光纤传输实验的基本操作步骤和注意事项。
光纤传输特性实验实验报告
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光纤传输特性实验实验报告实验报告:光纤传输特性实验一、实验目的1. 了解光纤传输的基本原理和特性;2. 掌握光纤传输信号损耗的测量方法;3. 了解光纤覆盖层的保护作用和光纤附加噪声。
二、实验仪器1. 光纤传输箱;2. 光纤光源;3. 光纤接收仪;4. 光纤带宽检测装置;5. 光源电源。
三、实验原理1. 光纤传输基本原理:光纤传输是利用光在纤维中的反射和折射来传输信息的一种方式。
光纤由纤芯、包层和裸露纤芯组成,光信号通过射入纤芯,然后沿着纤芯的光轴传播。
纤芯是光传输的核心,包层则用于保护光传输中的信号。
2. 光纤传输信号损耗的测量方法:光纤传输中的信号衰减主要包括衰减损耗和连接损耗。
衰减损耗是指光信号沿光纤传输中由于各种原因所导致的信号强度的损失。
连接损耗是指光纤之间的连接所带来的光信号损失。
测量光纤传输中的信号损耗常用的方法是利用光纤接收仪读取光源发出的光强度,然后与光源发出的光强度进行比较,计算信号损耗。
3. 光纤覆盖层的保护作用:光纤的包层主要用于保护光纤的传输信号,减少信号损耗。
光纤的包层一般由石英、聚合物等材料构成,具有较高的折射率,能够使光信号在纤芯中传播时发生全内反射。
同时,包层还能够阻止外界的干扰信号进入纤芯中。
4. 光纤附加噪声:光纤传输过程中,会产生一些附加噪声,如光源的热噪声、光纤中的射频噪声等。
这些噪声会对信号的传输质量产生影响。
因此,为了保证光纤传输信号的质量,需要对光纤信号进行接收时进行噪声的抑制。
四、实验步骤1. 打开光纤传输箱,接通光纤光源和接收仪的电源;2. 将纤芯连接器插入光纤光源的输出接口,将接收仪的接收端与纤芯接收端连接;3. 在光纤光源仪器上设置输出功率为一定的数值,如10mW;4. 使用光纤带宽检测装置测量光纤传输的带宽;5. 测量信号损耗,调整光源的输出功率,记录不同功率下的信号强度;6. 记录实验数据。
五、实验结果分析1. 光纤传输的信号损耗:根据实验数据计算出不同功率下信号的损耗率,并观察信号损耗与功率之间的关系;2. 光纤传输的带宽:根据光纤带宽检测装置的测量结果,计算出光纤的带宽范围;3. 光纤传输的附加噪声:观察实验数据中的噪声情况,并分析噪声对信号传输的影响。
光纤信号传输实验(Word)
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普通物理实验C课程论文题目光纤音频信号传输实验学院专业年级学号姓名指导教师论文成绩_____________________ 答辩成绩_____________________年月日光纤音频信号传输实验研究某某摘要:光纤俗称玻璃纤维,是由高纯度的玻璃棒经拉丝工艺制成,以其优良的传输特性已经成为信息社会主要的信息传输手段。
光纤通信系统是以光为载波,以光纤为传输介质的通信系统,由本实验主要通过研究光纤音频信号的传输来了解光纤通信的基本工作原理,熟悉半导体发光二极管(LED)和光电检测二极管(SPD)的基本性能及主要特性的测试方法,学习分析集成运放电路的基本方法,学习掌握音频信号光纤传输系统的调试技能。
其间主要涉及了光电子技术、光纤传输技术、应用电子技术。
关键词:光纤、调制电路、半导体发光二级管(LED)、光电检测二极管(SPD)1、引言自1980年代起,光纤通讯系统对于电信工业产生了革命性,同时也在数位时代里扮演非常重要的角色。
光纤通信传输容量大,保密性好等优点。
现在已经成为当今最主要的有线通信方式即将需传送的信息在发送端输入到发送机中,将信息叠加或调制到作为信息信号载体的载波上,然后将已调制的载波通过传输媒质传送到远处的接收端,由接收机解调出原来的信息。
本实验对光纤传输中几个必须环节所用器件给予说明并通过实验进行具体测试。
2、实验原理2.1光纤音频信号传输系统的组成和原理光纤音频信号传输系统是由“光信号发送器”“光信号接收器”以及“传输光纤”三个部分组成。
其主要原理是由音频信号作为源信号供给“光信号发送器”,从而产生相应的光信号,然后将此信号经光纤传输后送入“光信号接受器”,最终解调出原来的音频信号。
如图1所示,为了保证系统的传输损耗低,发光器件LED的发光中心波长必须在传输光纤的低损耗窗口之内,使得材料色散较小。
低损耗的波长在850nm,1300nm或1600nm附近。
光电检测的峰值响应波长也应与此接近。
模拟信号光纤传输实验原理

模拟信号光纤传输实验原理☆ 第1篇:说起光纤传输实验,这玩意儿可真有点意思。
记得那次在实验室里鼓捣这些细如发丝的光纤,心里想着这小小的玩意儿竟然能承载着海量的信息跑来跑去,就像一条看不见的高速公路,上面全是飞速行驶的数据小车。
实验前,老师给我们讲了一大堆原理,什么光折射啊、全反射啊,听得我一头雾水。
我们小组拿到设备后,就开始尝试把激光发射器和接收器用光纤连接起来。
刚开始那会儿,大家手忙脚乱,不是光纤没对准就是接头没插好,折腾了半天才让信号顺利通过。
那一刻,感觉就像是打通了信息世界的任督二脉,特别有成就感。
看着屏幕上的波形图从杂乱无章变得清晰稳定,那种兴奋劲儿难以言表。
后来,我们试着改变光纤的弯曲程度,观察信号质量的变化。
原来,即使光纤弯成个麻花状,只要不超过一定限度,信号还是可以正常传输。
这就像是给数据小车修了一条蜿蜒曲折但依然畅通无阻的小径。
不过,要是弯得太厉害,信号就会像迷路的孩子一样找不到方向,开始出现丢失或者延迟。
在这个过程中,最让我印象深刻的是当我们在光纤中加入放大器之后的效果。
本来以为信号传得越远就越弱,结果加上放大器后,信号强度又恢复如初,仿佛给那些疲惫不堪的数据小车加满了油,继续它们的长途旅行。
这一幕让我意识到,科技有时候就像是魔法师手中的魔杖,轻轻一挥就能解决看似不可能的问题。
做完实验走出实验室,外面的世界依旧喧嚣,但我的脑海里却满是那些在光纤中穿梭的数据流。
回想起刚才的经历,觉得科学探索不仅需要理论知识,更离不开实际操作中的点滴发现。
每一次成功的实验背后,都是无数次失败后的总结与改进。
想到这里,我不禁对未来的科技充满了期待,也对自己能够参与其中感到无比自豪。
☆ 第2篇:记得那回在实验室里捣鼓模拟信号光纤传输实验,整个过程就像是一场奇妙的探险。
我们几个同学围在一堆仪器旁边,眼睛紧盯着屏幕上跳动的数据,心里默默祈祷着别出岔子。
实验原理其实挺有意思的,简单来说就是把声音或者图像这样的模拟信号转化成光信号,然后通过细细的光纤来传递。
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普通物理实验C课程论文题目光纤音频信号传输实验学院专业年级学号姓名指导教师论文成绩 _____________________答辩成绩 _____________________年月日光纤音频信号传输实验研究某某摘要:光纤俗称玻璃纤维,是由高纯度的玻璃棒经拉丝工艺制成,以其优良的传输特性已经成为信息社会主要的信息传输手段。
光纤通信系统是以光为载波,以光纤为传输介质的通信系统,由本实验主要通过研究光纤音频信号的传输来了解光纤通信的基本工作原理,熟悉半导体发光二极管(LED)和光电检测二极管(SPD)的基本性能及主要特性的测试方法,学习分析集成运放电路的基本方法,学习掌握音频信号光纤传输系统的调试技能。
其间主要涉及了光电子技术、光纤传输技术、应用电子技术。
关键词:光纤、调制电路、半导体发光二级管(LED)、光电检测二极管(SPD)1、引言自1980年代起,光纤通讯系统对于电信工业产生了革命性,同时也在数位时代里扮演非常重要的角色。
光纤通信传输容量大,保密性好等优点。
现在已经成为当今最主要的有线通信方式即将需传送的信息在发送端输入到发送机中,将信息叠加或调制到作为信息信号载体的载波上,然后将已调制的载波通过传输媒质传送到远处的接收端,由接收机解调出原来的信息。
本实验对光纤传输中几个必须环节所用器件给予说明并通过实验进行具体测试。
2、实验原理2.1光纤音频信号传输系统的组成和原理光纤音频信号传输系统是由“光信号发送器”“光信号接收器”以及“传输光纤”三个部分组成。
其主要原理是由音频信号作为源信号供给“光信号发送器”,从而产生相应的光信号,然后将此信号经光纤传输后送入“光信号接受器”,最终解调出原来的音频信号。
如图1所示,为了保证系统的传输损耗低,发光器件LED的发光中心波长必须在传输光纤的低损耗窗口之内,使得材料色散较小。
低损耗的波长在850nm,1300nm或1600nm附近。
光电检测的峰值响应波长也应与此接近。
为了避免或减少波形失真,要求整个传输系统的频带宽度能覆盖被传输信号的频率范围。
对于音频信号,其频谱在300—3400Hz的范围内。
由于光导纤维对光信号具有很宽的频带,故在音频范围内,整个系统的频带宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电的幅频特性。
图1.系统结构图2.2半导体的发光二极管(LED)的结构及工作原理一般在光纤通讯系统中对光源器件在发光波长、电光功率、工作寿命、光谱宽度以及调制性能等方面均有特殊要求,目前在以上各方面都能较好满足要求的器主要有半导体发光二极管(light emitting diode,简称LED)和半导体激光器(Laser Diode,缩写LD)。
对于半导体发光二极管,它是代速短距离光通信中常用的非相干光源。
是由图所示的N—P—P三层结构的半导体器件,中间层通常是由直接带隙的GaAs砷化镓P型半导体材料组成,称为有源层,其带隙宽度较窄,两侧分别由AlGaAs的N型和P型半导体材料组成,与有源层相比,它们都具有较宽的带隙。
肯有不同的带隙宽度的两种半导体单晶之间的结构称为异质结,在中所示,有源层与左侧的N层之间形成的是P—N异质结,而与右侧P层之间形成的是P—P异质结,这种结构又称为N—P—P双异质结构,简称DH结构。
图2.半导体发光二极管的结构及工作原理当在N—P—P双异质结构两端加上偏压时,就能使N层向有源层注入导电电子,这些导电电子一旦进入有源层后,因受到P—P异质结构的阻档作用将不再能够进入右侧P层,它们只能被限制在有源层内与空穴复合,同时释放能量产生光子,发出的光子满足以下关系:Hv=E1—E2=Ek其中h是普朗克常量,v指光波频率,E1是有源层内导电电子的激发态能级,E2是导电电子与空穴复合后处于价键状态时的束缚能级。
两者的差值Eg与DH结构中各层材料及其组份的选取及其组份的选取有等多种因素有关,制作LED时只要求这些材料的选取和组份控制适当,就可以使LED的发光中心波长与传输光纤的低损耗波长一致。
从而保证系统的传输损耗低。
半导体发光二极管输出的光功率与其驱动电流的关系称为LED的电光特性。
为了避免和减小非线性失真,使用时应给LED一个适当偏置电流I,其值等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值,而调制信号的峰—峰值也应位于电光特性线性范围内。
对于非线性失真要求不高的情况下,也可把偏置电流选为LED最大允许工作电流的一半,这时就可使LED 获得无截至畸变幅度最大的调制,这将有利于信号的远距离传输。
2.3 LED的驱动及调制电路在实验中所采用的半导体发光二极管LED作为光源器件。
光纤音频信号传输系统发送端LED的驱动和调制电路如图2所示,以BGI为主构成的电路是LED的驱动电路,调节这一电路的W2可以使LED的偏置电流发生变化。
信号发生器产生的音频信号由ICI为主构成的音频放大电路放大后经电容器耦合到BGI基极,对LED的工作电路进行调制,从而使LED发送出光强随音频信号普化的光信号,并经光纤把这一信号传至接收端。
根据运放电路理论,图2 中音频放大电路的闭环增益为图3.LED的驱动和调制电路G(jw)=I+Z2/Z1其中Z2、Z1分别为放大器反馈阻抗和反相输入端的接地阻抗,只要C1选得足够小,Can选得足够大,则在要求带宽的中频范围内,C3的阻抗很大,它所在支路可视为开路,而C2的阻抗很小,它可视为短路,在此情况下,放大电路的闭环增益G(jw)=I+R3/R1。
C1的大小决定了高频端的截止频率f2,而C2的值决定着低频端的频率f1,故该电中的R1、R2、R3和C2、C3是决定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。
2.4光电检测二极管(SPD)的工作原理及特性本实验的光信号接收采用硅光电二极管(SPD),与普通二极管一样,SPD也是一个P-N结,但SPD的管壳上有一个能让光射入其光敏区窗口,此外,它经常工作在反向偏置电压状态或无偏压状态,因此它的光电特性线性度好。
图2右半部是光信号接收器的电路原理图,其中SPD是峰值响应波长与发送端LED光源发光中心波长很接近,它的峰值波长响应度(表征光电二极管光电转换效率的重要参数)为0.25—0.5uA/uW。
SPD的任务是把经传输光纤出射端输出的光信号的光功率转变为与之成正比的光电流I,然后经IC1组成的I—V转换电路,再把光电流转换成电压V0输出,V与I之间具有以下比例关系V=R1I3、实验内容本实验利用FD-OFT-A型音频信号光纤传输实验仪(包括音频信号发生器、光功率计、LED放射器、SPD接收器等)、多模光纤(装于骨架上)、示波器等实验仪器完成以下实验内容:3.1 LED-----传输光纤组件电光特性的测定在不加音频信号的情况下,研究通过LED的直流偏置ID 与LED输出光功率P之间的关系,即LED的电光特性。
实验时先打开主机电源,将光纤一端接至“LED发射器”中信号输出端,一端接至“SPD接收器”中的信号输入端,将光功率计波段开关打至“测量”档。
调节“偏流调节”旋钮,使面板上电流表读数为零,此时将光功率表也调零,然后分别把偏流大小调至5mA、10mA、15mA、20mA、25mA、30mA、35mA、40mA、45mA、50mA,记录对应的光功率值,并根据所测量的结果描绘LED—传输光纤组件的电光特性曲线,即描绘P0—ID关系图,并分析其线性范围。
3.2 LED直流偏流与最大不失真调制幅度的关系测定实验时需要找出在不同的直流偏流ID下电路能加载的不失真调制幅度的大小,同时找到LED发光电路最佳工作点和在此工作点下能加载的最大不失真信号幅度。
实验时先接好音频信号通道、光通道,把光功率计打至“实验”档。
然后将音频发生器产生信号和LED 调制好信号输入双踪示波器观察。
调节音频信号发生器,使其输出信号峰--峰值为1V,频率为10KHz。
接着把偏流加至20mA,调节“LED发射器”中的调节旋钮,使加在电路上的音频信号由小变大,观察调制信号的波形及失真情况。
记录偏流为20mA时最大不失真调制幅度的峰—峰值。
分析所观察到的现象,然后决定增大或减小偏流以找到最佳静态工作点IDQ。
实验时可调节音频信号幅度来检验新的工作点是否为IDQ,若在示波器上观察到调制信号同时出现截至饱和失真,则此时正处于最佳工作。
记录刚要同时出现两种失真现象时的偏流值IDQ 和调制信号峰—峰值VDQ,则从电路方面考虑,通过LED的最佳工作电流和最大不失真交流幅度分别为IDQ 和VDQ/Re(Re等于50欧),装置如图所示。
图4.实验2装置示意图3.3 音频信号光纤传输系统幅频特性的测定在光信号发送器处于正常工作状态下,研究音频信号光纤的传输系统的幅频特性。
由实验原理与前两个实验内容可知:光信号发送器的正常工作是由LED的电光特性和LED的发光电路工作特性决定。
若LED电光线性转化,发光电路信号传输非线性失真,则光信号发送器已处于正常工作状态。
利用两个实验测得的实验结果,便可知道在不同直流偏流ID下,要使光信号发送器正常工作,加载在电路中的调制幅度的可取范围。
实验按照内容2接线,实验时先将音频发生器输出信号峰—峰值调为1V,偏流和调制信号幅度调节适当,以确保光信号发送器正常工作。
然后将音频信发生器输出信号频率调为100Hz、500Hz、1KHz、5KHz、10KHz、15KHz、20KHz,用示波器观察由光纤传输的光信号转化为音频电信号的波形的峰—峰值。
由观测线果绘出音频信号光纤传输系统的幅频特性曲线。
4 实验数据与分析4.1 LED 传输光纤组件电光特性的测定表1 偏置电流与光功率数据记录graph 1 The data record of bias current and luminous power根据以上数据作图,得P o -I D 关系图从上图中可知,直流偏流ID 在15—40mA 的范围内光电转换基本上是线性的。
4.2LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的测定表2 LED 直流偏流与最大不失真调制幅度的关系graph 2 The relationship between LED'Dc bias current and the max ofdistortionless modulation amplitude项目/数值I D /mA 0.010.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 P O /U W 1.4 5.4 9.6 14.3 18.8 23.0 27.0 30.9 34.4 37.8图5. P o -I D 测量关系图Fig.5 The measuring of P o -I D 项目/数值直流偏流I D (mA) 20 25 30 35 40 I DQ =44.5 最大不失真调制 1.50 1.68 1.84 1.98 2.12 2.14 信号峰值(V )不失真电流范围(mA )15.8-48.0 24.3-44.7 28.8-44.4 33.8-43.5 39.0-43.1 44.3-45.44.3音频信号光纤传输系统幅度特性的测定利用前两个实验结果,实验时取偏流I D =25mA ,调制信号峰值为0.82V ,此时通过LED的电流范围是24.3-44.7mA ,光信号发送器正常工作。