模拟信号光纤传输实验
更新时间:2024-05-19 07:18:01 阅读量: 综合文库 文档下载
贵州大学实验报告
学 院: 电气工程学院 专 业: 电子信息工程 班级: 姓名 实验时间 实验项目名称 实验目的 实验根据本实验的特点、要求和具体条件,采用教师简单讲解,学生自己动手操作的形式。 要求 根据系统传输信号不同,光纤通信系统可分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。由于发光二极管和半导体激光器的输出光功率(对激光器来说,是指阈值电流以上线性部分)基本上与注入电流成正比,而且电流的变化转换为光频调制呈线性,所以可以直接调制。对于半导体激光器和发光二极管来说,具有简单、经济和容易实现等优点。进行发光二极管及半导体激光器调制时采用的就是直接调制。 从调制信号的形式来看,光调制可分为模拟信号调制和数字信号调制。模拟信号调制实验原理 I P 1、了解模拟信号光纤系统的通信原理 2、了解完整的模拟信号光纤通信系统的基本结构 学号 指导教师 实验组 成绩 2 模拟信号光纤传输实验 图2-1 发光二极管模拟调制原理图 2直接用连续的模拟信号(如话音、模拟图像信号等)对光源进行调制。图2-1就是对发光二极管进行模拟调制的原理图。 连续的模拟信号电流叠加在直流偏置电流上,适当地选择直流偏置电流的大小,可以减小光信号的非线性失真。电路实现上,LED的模拟信号调制较为简单,利用其P-I的线性关系,可以直接利用电流放大电路进行调制,实验箱模拟信号调制电路如图2-3所示。 一般来说,半导体激光器很少用于模拟信号的直接调制,半导体激光器模拟调制要求光源线性度很高。而且要求提高光接收机的信噪比比较高。与发光二极管相比,半导体激光器的V-I线性区较小,直接进行模拟调制难度加大,采用图2-3调制电路,会产生非线性失真。 本实验通过完成各种不同模拟信号的LED光纤传输(如正弦波,三角波,外输入音乐信号),了解模拟信号的调制过程及调制系统组成。模拟信号光纤通信系统组成如图2-2所示。半导体激光器的模拟调制,直接利用图2-3所示电路进行调制,比较LED直接模拟调制与LD直接模拟调制的区别。 在LD模拟信号调制实验中,采用预失真补偿电路对模拟信号波形进行失真补偿,观察补偿后的传输效果与补偿前的效果。 34模拟信号光纤传输系统原理框图如图所示: 模拟信号源信号处理单元光发送器件光纤 光接收器件信号处理单元测试端口 1图2-3 LED模拟调制电路 整个驱动电路采用射极跟随器。W43用于调节信号的幅度,W9用于调节驱动电流的大小。 模拟信号的产生电路如下图所示: 图2-2 模拟信号光纤传输系统框图 T96VCCCLEDR471E21R445Q20R472W9R447R31 234C10-5VE731R50R1038T7CON1R36R389C12C13C151R3741K1KE72R80R81W3R496523U82BTP887U82AT10R3911VCCC14R393 图2-4 模拟信号源电路原理图 其中1KHz的方波是由CPLD通过分频得到,其中T7接线口输出为频率1KHz的三角波,T10接线口输出为1KHz的正弦波。电位器W3 用于调节输出的正弦波和三角波的幅度,是其输出信号的幅度从0~+5V可调。 1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱 2、20MHz双踪模拟示波器 3、万用表 4、FC-FC单模光跳线 5、850nm光发端机和光收端机(可选) 6、ST/PC-ST/PC多模光跳线(可选) 7、连接导线 1台 1台 1台 1根 1套 1根 20根 实验仪器 1、用连接线连接模拟信号源模块1的T10(正弦波)和T96(13_AIN)。 注释:T10(正弦波)的频率为1KHz。 2、用FC-FC光纤跳线将1310nm光发端机(1310nmT)与1310nm光收端机(1310nmR)连接起来。 2343、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“模拟”,将开关BM2拨为1310nm,将开关K30拨为“通信”,将电位器W44逆时针旋转到最小。 4、打开交流电源开关,电源指示二极管D4,D5,D6,D7,D8亮。 实 5、用双踪示波器测量T10处的波形,同时调节“幅度调节”电位器,使得正弦波的峰-验峰值为4V。 6、顺时针调节电位器W9(模拟驱动调节)和W45(幅值调节),使得测试钩TP114处的步波形幅度为2V且无明显失真。 骤 7、用双踪示波器的两个探头同时测量TP108(LT)和TP114(13_OUT)处的波形,分别调节电位器W9(模拟驱动调节)和W45(幅值调节),观察模拟信号调制的过程。 8、将模拟信号源的T10换成T7(三角波)和T96(13_AIN)连接,按照以上步骤5-7做实验观察三角波信号光纤传输时调制过程。 9、根据以上实验设计2K正弦波和三角波的传输实验,2K的正弦波和三角波由模拟信号源模块2产生。 10、根据以上调制过程和LD模拟调制的原理,设计LED模拟信号调制实验。 11、实验完成后,关闭交流电源,拆除各个连线,将所有的开关拨向下,将实验箱还1原。 T10 TP108 TP114 以正弦波为例T10、TP108、TP114波形 实验内容 1、各种模拟信号LED模拟调制:三角波,正弦波 2、各种模拟信号LD模拟调制:三角波,正弦波 正弦波 实验TP10 数据 TP108 TP114 三角波 TP10 TP108 TP114 实验总结 通过本次实验了解了模拟信号光纤系统的通信原理,了解了完整的模拟信号光纤通信系统 的基本结构。 指导教师意见 签名: 年 月 日
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