光纤传输语音电路设计课程设计

东北石油大学课程设计

2016年2月26日

东北石油大学课程设计任务书

课程光电检测技术

题目光纤传输语音电路设计

专业应用物理姓名于栋超学号120901340224

主要内容：

应用集成电路、光敏二极管、三极管，设计光电发射与接收电路，光纤传输语音信号的功能。

基本要求：

1）设计光纤传输语音信号的框图。

2）设计光信号发射电路及光信号接收电路。

3）传输距离200米左右。

4）调试安装。

5）完成课程设计总结报告。

主要参考资料：

1）李芳健编著.光纤通信相关技术[M].北京：机械工业出版社, 2010.11.

2) 雷御堂编著，光电信息技术[M].北京：电子工业出版社. 2006.4.

3) 黄继昌等编著.检测专用集成电路及应用[M]. 北京：人民邮电出版社，2006.10. 完成期限

指导教师

专业负责人

年月日

第1章概述

1.1选题背景

光纤传输语音技术其实就是光纤通信技术。光纤通信技术的出现和发展，是基于电力通信的基础上的。

光纤通信，即光导纤维通信，是以光波作为信息载体，以光导纤维作为传输媒介，以实现信息传递的一种通信方式。随着当今世界科技的迅猛发展，光纤通信技术从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要支柱之一，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具，在现代电信网中起着举足轻重的作用。近年来，光纤通信的发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，这主要在于它的通信容量大，传输距离远，信号串扰小，保密性能好，传输质量佳，抗电磁干扰，而且尺寸小，重量轻，寿命长，成本低等特点。光纤通信技术应用迅速增长，自1977年光纤系统首次商用安装以来，电话公司就开始使用光纤链路替代旧的铜线系统。今天的许多电话公司，在他们的系统中全面使用光纤作为干线结构和作为城市电话系统之间的长距离连接。提供商已开始用光纤铜轴混合线路进行试验。这种混合线路允许在领域之间集成光纤和同轴电缆，这种被称为节点的位置，提供将光脉冲转换为电信号的光接收机，然后信号再经过同轴电缆被传送到各个家庭。近年来，作为一种通信信号传输的恰当手段，光纤稳步替代铜线是显而易见的，这些光缆在本地电话系统之间跨越很长的距离并为许多网络系统提供干线连接。

光纤是一种采用玻璃作为波导，以光的形式将信息从一端传送到另一端的技术。今天的低损耗玻璃光纤相对于早期发展的传输介质，几乎不受带宽限制并具有独一无二的优势，点到点的光学传输系统由三个基本部分构成：产生光信号的光发送机、携带光信号的光缆和接收光信号的光接收机。光纤传输设备传输方式可简单的分成：多模光纤传输设备和单模光纤传输设备。光缆传输的实现与发展形成了它的几个优点。相对于铜线每秒1.54MHz的速率，光纤网络的运行速率

达到了每秒2.5GB。从带宽看，很大的优势是：光纤具有较大的信息容量，这意味这能够使用尺寸很小的电缆，将来就不用更新或者增强传输光缆中信号。

1.2发展前景

目前，在光纤通信领域应用方面有几个发展热点。首先是超高速传输系统和向超大容量波分复用系统的演进，现在虽然取得了一定的突破，但还是处于试验研究阶段。然后是光传送联网技术，即建立既可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性，又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号的光联网。建设一个最大透明的、高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络，不仅可以为未来的国家信息基础设施(NJJ)奠定一个坚实的物理基础，而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义。

从国内方面来看，在国内各研发机构、科研院所、大学的科研人员的共同努力下，我国已研制开发了一些具有自主知识产权的光纤通信高技术产品，取得了一批重要的研究与应用成果。这些研究工作和突出成果为O-TIME(光时代)计划的实施奠定了坚实的基础，为我国的信息基础设施建设做出了重大贡献。

现在光纤通信技术虽然已经发挥出了巨大的作用，但还有许多应用能力处于闲置，今后随着社会经济的不断发展，作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，光纤通信技术在应用需求的推动下，一定会有日新月异的发展！

第2章光纤传输语音电路设计原理

2.1光纤传输语音电路

根据设计任务要求作出如图1的电路框图：

图1 光纤传输语音电路图

发射器元器件选择：IC1选用LM358集成电路。VQ1选用BC547三极管。

C1选用0.1μF单体电容。VD选用IF-E96光电发射器(蓝底粉红点)。其他元件如图所示。

接收器元器件选择：VT选用IF-D93光电检测器(黑底红点)。C2、C3、CA、C6均选用0.1μF单体电容。其他元器件如图所示。

此电路可以通过1mm塑料光缆传送语音。发射器电路板(KIT26 T)上有一个话筒和调制LED发光的线路。LED装在塑料壳中以便于连接FO光缆进行发送。

在接收器(KIT26 R)板上有光电接收器、扬声器及用于将检测到的光信号变为电信号、放大并且转换为声波的电路。语音信号以光波形式在光缆内传输、不受任何电场和磁场的影响。传输距离远，抗干扰能力强。每个电路板需要一个9V电池，但连续使用时建议使用整流电源。装置中安装有4.3m直径1mm的塑料光缆。

此线路能很好地传送信号通过183m光缆。注意：这里使用的塑料光缆不是1μm的玻璃光缆,使用玻璃光缆可以在更远的距离(约32km)内通信。而塑料光缆实

验应用十分方便，而且在电子噪声环境中进行短距离通信有明显的抗干扰效果。

此电路组装在单面印制线路。

整体流程图如下图：

图2光电检测电路模块组成框图

2.2元器件的选择

2.2.1LM358集成电路

图3 LM358集成电路