光纤音频信号传输

光纤音频信号传输实验
实验目的 实验原理 实验步骤 实验仪器 注意事项
实验目的
（1）学习音频信号光纤传输系统的基本结 构及个部件选配原则。 （2）熟悉光纤传输系统中电光/光电转换器 件的基本性能。 （3）训练如何在音频光纤传输系统中获得 较好信号传输质量 。
实验原理
随着Internet网络时代的到来，人们对通讯的带宽、速 度的要求不断提高，光纤通讯具有宽频带、高速、不受电磁 干扰影响等一系列优点，正在得到不断发展。音频信号光纤 传输实验就是让学生了解信号光纤传输的基本原理。
实验步骤
4．多种波型光纤传输实验 分别将方波信号和三角波信号输入音频接口，改变输入频率，从接收端 观察输出波型变化、失真情况，在数字光纤传输系统中往往采用脉冲波 来传输数字信号。 5．音频信号光纤传输实验 将输入选择打向“内”，调节发送光强度电位器改变发送端LED的静态偏置 电流，按下内音频信号触发按钮，观察在接收端听到的语音片音乐声。 考察当LED的静态偏置电流小于多少时，音频传输产生明显失真，分析原 因，并同时在示波器中分析观察语音信号波型变化情况。
实验步骤
系统的频响特性：不同的系统对不同频率的信号的敏感性不同。称为系统的 频响。在信号传输系统中，当用相同强度（即信号的振幅相同）不同频率的 信号输入时，传输后输出信号的强度（即信号的振幅）随信号的频率不同而 变化。当在某一频率下输出信号的强度是最大输出强度的一半（即振幅为最 大振幅的（1/2）1/2 ） ，该频率称为截止频率。对应频率较高的截止频率称为 高频截止频率，频率较低的截止频率称为低频截止频率。频率在低频截止频 率与高频截止频率之间的信号在系统中能得到较好的传输，而在此频率范围 之外的信号在系统中传输较为困难。下图简单画出在相同强度的输入信号 下，输出信号的振幅与信号频率之间的关系曲线。 A A 0
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。
注意事项
实验原理
光纤传输系统，一般由三部分组成：光信号发送端；用于传送光信号的 光纤；光信号接收端。光信号发送端的功能是将待传输的电信号经电光转换 器件转换为光信号，目前，发送端电光转换器件一般采用发光二极管或半导 体激光管。发光二极管的输出光功率较小，信号调制速率相对低，但价格便 宜，其输出光功率与驱动电流在一定范围内基本上呈线性关系，比较适宜于 短距离、低速、模拟信号的传输。激光二极管输出功率大，信号调制速度 高，但价格较高，适宜于远距离、高速、数字信号的传输。光纤的功能是将 发送端光信号以尽可能小的衰减和失真传送到光信号接收端，目前光纤一般 采用在近红外波段0.84μm、1.31μm、1.55μm有良好透过率的多模或单模 石英光纤。光信号接收端的功能是将光信号经光电转换器件还原为相应的电 信号，光电转换器件一般采用半导体光电二极管或雪崩光电二极管。组成光 纤传输系统光源的发光波长必须与传输光纤呈现低损耗窗口的波段、光电检 测器件的峰值响应波段匹配。本实验发送端电光转换器件采用中心发光波长 为0.84μm的高亮度近红外半导体发光二极管，传输光纤采用多模石英光 纤，接收端光电转换器件采用峰值响应波长为0.8～0.9μm 的硅光二极管。
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实验步骤
１．光纤传输系统静态电光/光电传输特性测定 打开仪器电源，面板上两个三位半数字表头分别显示发送光驱动强度和接收 光强度。调节发送光强度电位器，每隔200单位（相当于改变发光管驱动电流 2mA）数据与接收光强度数据，在方格纸上绘制静态电光/光电传输特性曲线。 ２．光纤传输系统频响的测定 将输入选择开关打向“外”，将信号发生器输出的正弦波连到示波器接口上，将双 踪示波器的通道1和通道2分别接到输入正弦信号和光接收端音频信号输出，保 持输入信号的幅度不变，调节信号发生器频率，记录信号变化时输出端信号幅度 的变化，分别测定系统的低频和高频截止频率。 ３．LED偏置电流与无失真最大信号调制幅度关系测定 将从信号发生器输入的正弦波频率设定在1khz ,音频幅度调节电位器置于最大位 置，然后在LED偏置电流为5、10 mA两种情况下，调节信号源输出幅度，使其 从零开始增加，同时在接收端信号输出处观察波型变化，直到波型出现截止现象 时，记录下电压波型的峰—峰值，由此确定LED在不同偏置电流下光功率的最大 调制幅度。