光纖通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)用教案

1、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)目錄目錄 實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 模擬信號(hào)光纖傳輸實(shí)驗(yàn)?zāi)M信號(hào)光纖傳輸實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 數(shù)字調(diào)制原理實(shí)驗(yàn)數(shù)字調(diào)制原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 光發(fā)射機(jī)性能測(cè)試光發(fā)射機(jī)性能測(cè)試(csh)(csh)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 光接收機(jī)原理實(shí)驗(yàn)光接收機(jī)原理實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 自動(dòng)光功率控制實(shí)驗(yàn)自動(dòng)光功率控制實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 用戶電話接口實(shí)驗(yàn)用戶電話接口實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七 電話光纖傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)電話光纖傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)第1頁(yè)/共125頁(yè)第一頁(yè)，共126頁(yè)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)一一模擬信號(hào)光纖傳輸模擬信號(hào)光纖傳輸(chun sh)(chun sh)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)第2頁(yè)/共125頁(yè)第二頁(yè)，共126頁(yè)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

2、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 1 、了解模擬信號(hào)光纖系統(tǒng)的通信原、了解模擬信號(hào)光纖系統(tǒng)的通信原理。理。 2 2 、了解完整的模擬信號(hào)光纖通信、了解完整的模擬信號(hào)光纖通信(un xin tn xn)(un xin tn xn)系統(tǒng)的系統(tǒng)的 基本結(jié)構(gòu)?；窘Y(jié)構(gòu)。第3頁(yè)/共125頁(yè)第三頁(yè)，共126頁(yè)。二、實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)(shyn)儀器儀器 1 1、ZY11804H1ZY11804H1光纖通信原理實(shí)驗(yàn)箱光纖通信原理實(shí)驗(yàn)箱 1 1臺(tái)臺(tái) 2 2、20MHz20MHz雙蹤模擬雙蹤模擬(mn)(mn)示波器示波器 1 1臺(tái)臺(tái) 3 3、萬(wàn)用表、萬(wàn)用表 1 1臺(tái)臺(tái) 4 4、FC/PC-FC/PCFC/PC-FC/PC單模光跳線

3、單模光跳線 1 1根根 5 5、連接導(dǎo)線、連接導(dǎo)線 20 20根根第4頁(yè)/共125頁(yè)第四頁(yè)，共126頁(yè)。三、實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)(shyn)原理原理1 1、從調(diào)制信號(hào)的形式來看，光調(diào)制可分為模擬信號(hào)調(diào)制和數(shù)字信號(hào)調(diào)制。模擬信號(hào)調(diào)制直接用連續(xù)的模擬信、從調(diào)制信號(hào)的形式來看，光調(diào)制可分為模擬信號(hào)調(diào)制和數(shù)字信號(hào)調(diào)制。模擬信號(hào)調(diào)制直接用連續(xù)的模擬信號(hào)（如話音、模擬圖像信號(hào)等）對(duì)光源進(jìn)行調(diào)制。由于發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器的輸出光功率號(hào)（如話音、模擬圖像信號(hào)等）對(duì)光源進(jìn)行調(diào)制。由于發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器的輸出光功率(gngl)(gngl)（對(duì)激光器來說，是指閾值電流以上線性部分）基本上與注入電流成正比，而且電流

4、的變化轉(zhuǎn)換為光頻調(diào)（對(duì)激光器來說，是指閾值電流以上線性部分）基本上與注入電流成正比，而且電流的變化轉(zhuǎn)換為光頻調(diào)制呈線性，所以可以直接調(diào)制。制呈線性，所以可以直接調(diào)制。第5頁(yè)/共125頁(yè)第五頁(yè)，共126頁(yè)。 圖1-1 發(fā)光(f un)二極管模擬調(diào)制原理圖第6頁(yè)/共125頁(yè)第六頁(yè)，共126頁(yè)。2 2、連續(xù)、連續(xù)(linx)(linx)的模擬信號(hào)電流疊加在直流偏置電流上，適當(dāng)?shù)剡x擇直流偏置電流的的模擬信號(hào)電流疊加在直流偏置電流上，適當(dāng)?shù)剡x擇直流偏置電流的大小，可以減小光信號(hào)的非線性失真。電路實(shí)現(xiàn)上，大小，可以減小光信號(hào)的非線性失真。電路實(shí)現(xiàn)上，LEDLED的模擬信號(hào)調(diào)制較為簡(jiǎn)單，利的模擬信號(hào)調(diào)制較為

5、簡(jiǎn)單，利用其用其P-IP-I的線性關(guān)系，可以直接利用電流放大電路進(jìn)行調(diào)制，實(shí)驗(yàn)箱模擬信號(hào)調(diào)制電路的線性關(guān)系，可以直接利用電流放大電路進(jìn)行調(diào)制，實(shí)驗(yàn)箱模擬信號(hào)調(diào)制電路如圖如圖1-21-2所示。所示。第7頁(yè)/共125頁(yè)第七頁(yè)，共126頁(yè)。圖圖1-2 LED1-2 LED模擬調(diào)制模擬調(diào)制(tiozh)(tiozh)電路電路第8頁(yè)/共125頁(yè)第八頁(yè)，共126頁(yè)。測(cè)試端口測(cè)試端口圖圖1-3 1-3 模擬信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng)圖模擬信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng)圖模擬信號(hào)源模擬信號(hào)源信號(hào)處理單元信號(hào)處理單元光發(fā)送器件光發(fā)送器件光接收器件光接收器件信號(hào)處理單元信號(hào)處理單元光纖光纖第9頁(yè)/共125頁(yè)第九頁(yè)，共126頁(yè)。圖圖1-4

6、 1-4 模擬模擬(mn)(mn)信號(hào)源電路原理圖信號(hào)源電路原理圖第10頁(yè)/共125頁(yè)第十頁(yè)，共126頁(yè)。四、實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)(shyn)內(nèi)容內(nèi)容 1 1、用連接線連接模擬信號(hào)源模塊、用連接線連接模擬信號(hào)源模塊1 1的的T10T10（正弦波）和（正弦波）和T96(13_AIN)T96(13_AIN)。 2 2、用、用FC-FCFC-FC光纖跳線將光纖跳線將1310nm1310nm光發(fā)端機(jī)（光發(fā)端機(jī)（1310nmT1310nmT）與）與1310nm1310nm光收端機(jī)光收端機(jī)（1310nmR1310nmR）連接起來。）連接起來。 3 3、將開關(guān)、將開關(guān)BM1BM1撥為撥為1310nm,1310nm,

7、將開關(guān)將開關(guān)K43K43撥為撥為“模擬模擬”，將開關(guān)，將開關(guān)BM2BM2撥為撥為1310nm,1310nm,將開將開關(guān)關(guān)K30K30撥為撥為“通信通信(tng xn)”(tng xn)”，將電位器，將電位器W44W44逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到最小。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到最小。 4 4、打開交流電源開關(guān)，電源指示二極管、打開交流電源開關(guān)，電源指示二極管D4D4，D5D5，D6D6，D7D7，D8D8亮。亮。第11頁(yè)/共125頁(yè)第十一頁(yè)，共126頁(yè)。5 5、用雙蹤示波器測(cè)量、用雙蹤示波器測(cè)量T10T10處的波形，同時(shí)調(diào)節(jié)處的波形，同時(shí)調(diào)節(jié)“幅度調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)”電位器，使得正弦波幅度電位器，使得正弦波幅度在在4V4V以下。

8、以下。6 6、順時(shí)針調(diào)節(jié)電位器、順時(shí)針調(diào)節(jié)電位器W9W9（模擬驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)）和（模擬驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)）和W45W45（幅值調(diào)節(jié)），使得測(cè)試鉤（幅值調(diào)節(jié)），使得測(cè)試鉤TP114TP114處處的波形幅度為的波形幅度為20V20V且無(wú)明顯失真。且無(wú)明顯失真。7 7、用雙蹤示波器的兩個(gè)探頭同時(shí)測(cè)量、用雙蹤示波器的兩個(gè)探頭同時(shí)測(cè)量TP108TP108（LTLT）和）和TP114(13_OUT)TP114(13_OUT)處的波形，分別處的波形，分別(fnbi)(fnbi)調(diào)節(jié)電位器調(diào)節(jié)電位器W9W9（模擬驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)）和（模擬驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)）和W45W45（幅值調(diào)節(jié)），觀察模擬信號(hào)調(diào)制（幅值調(diào)節(jié)），觀察模擬信號(hào)調(diào)制的過程。的過

9、程。第12頁(yè)/共125頁(yè)第十二頁(yè)，共126頁(yè)。8 8、將模擬信號(hào)源的、將模擬信號(hào)源的T10T10換成換成T7T7（三角波）和（三角波）和T96(13_AIN)T96(13_AIN)連接，按照以上步驟連接，按照以上步驟6 6、7 7做做實(shí)驗(yàn)觀察三角波信號(hào)光纖傳輸時(shí)調(diào)制過程。實(shí)驗(yàn)觀察三角波信號(hào)光纖傳輸時(shí)調(diào)制過程。9 9、根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)2K2K正弦波和三角波的傳輸實(shí)驗(yàn)，正弦波和三角波的傳輸實(shí)驗(yàn)，2K2K的正弦波和三角波由模擬信的正弦波和三角波由模擬信號(hào)源模塊號(hào)源模塊2 2產(chǎn)生。產(chǎn)生。1010、實(shí)驗(yàn)完成后，關(guān)閉交流電源，拆除、實(shí)驗(yàn)完成后，關(guān)閉交流電源，拆除(chich)(chich

10、)各個(gè)連線，將所有的開關(guān)撥向下，各個(gè)連線，將所有的開關(guān)撥向下，將實(shí)驗(yàn)箱還原。將實(shí)驗(yàn)箱還原。第13頁(yè)/共125頁(yè)第十三頁(yè)，共126頁(yè)。五、注意事項(xiàng)五、注意事項(xiàng) 1 1、上電后不可隨意用手碰觸芯片，尤其是管腳部分。、上電后不可隨意用手碰觸芯片，尤其是管腳部分。 2 2、實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)(shyn)(shyn)箱使用過程中應(yīng)有防靜電措施，以防靜電損壞光學(xué)器件。箱使用過程中應(yīng)有防靜電措施，以防靜電損壞光學(xué)器件。 3 3、光學(xué)器件屬于昂貴器件，在安裝和拆卸過程中請(qǐng)注意輕拿輕放，遇到問題須及、光學(xué)器件屬于昂貴器件，在安裝和拆卸過程中請(qǐng)注意輕拿輕放，遇到問題須及時(shí)向老師報(bào)告。時(shí)向老師報(bào)告。 4 4、實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)(s

11、hyn)(shyn)時(shí)不可將光纖輸出端對(duì)準(zhǔn)自己或別人的眼睛，以免損傷眼睛。時(shí)不可將光纖輸出端對(duì)準(zhǔn)自己或別人的眼睛，以免損傷眼睛。第14頁(yè)/共125頁(yè)第十四頁(yè)，共126頁(yè)。六、預(yù)習(xí)六、預(yù)習(xí)(yx)思考題思考題 1 1、光纖傳輸系統(tǒng)能否傳輸數(shù)字信號(hào)，為什么？、光纖傳輸系統(tǒng)能否傳輸數(shù)字信號(hào)，為什么？ 2 2、分析、分析(fnx)(fnx)和比較和比較LDLD模擬信號(hào)調(diào)制與模擬信號(hào)調(diào)制與LEDLED模擬信號(hào)調(diào)制的異同點(diǎn)，并指出其優(yōu)缺點(diǎn)。模擬信號(hào)調(diào)制的異同點(diǎn)，并指出其優(yōu)缺點(diǎn)。第15頁(yè)/共125頁(yè)第十五頁(yè)，共126頁(yè)。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1 1、記錄并畫出各模擬信號(hào)的波形，對(duì)模擬信號(hào)光傳輸前后的波形

12、進(jìn)行比較。、記錄并畫出各模擬信號(hào)的波形，對(duì)模擬信號(hào)光傳輸前后的波形進(jìn)行比較。 2 2、簡(jiǎn)述模擬信號(hào)光纖傳輸過程；比較、簡(jiǎn)述模擬信號(hào)光纖傳輸過程；比較LDLD與與LEDLED模擬信號(hào)調(diào)制模擬信號(hào)調(diào)制(tiozh)(tiozh)的效果。的效果。 3 3、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析正確。、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析正確。 第16頁(yè)/共125頁(yè)第十六頁(yè)，共126頁(yè)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)(shyn)二二數(shù)字調(diào)制原理數(shù)字調(diào)制原理(yunl)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)第17頁(yè)/共125頁(yè)第十七頁(yè)，共126頁(yè)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1 1、掌握光發(fā)送機(jī)的組成原理。、掌握光發(fā)送機(jī)的組成原理。 2 2、了解半導(dǎo)體激光器和發(fā)

13、光二極管的、了解半導(dǎo)體激光器和發(fā)光二極管的P-IP-I特特性曲性曲 性曲線性曲線(qxin)(qxin)及其調(diào)制信號(hào)的波形。及其調(diào)制信號(hào)的波形。 3 3、掌握幾種常見的數(shù)字調(diào)制電路的原理、掌握幾種常見的數(shù)字調(diào)制電路的原理第18頁(yè)/共125頁(yè)第十八頁(yè)，共126頁(yè)。二、實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)(shyn)儀器儀器 1 1、ZY11804H1ZY11804H1光纖通信原理實(shí)驗(yàn)箱光纖通信原理實(shí)驗(yàn)箱 1 1臺(tái)臺(tái) 2 2、20MHz20MHz雙蹤模擬雙蹤模擬(mn)(mn)示波器示波器 1 1臺(tái)臺(tái) 3 3、萬(wàn)用表、萬(wàn)用表 1 1臺(tái)臺(tái) 4 4、FC/PC-FC/PCFC/PC-FC/PC單模光跳線單模光跳線 1 1根根

14、 5 5、連接導(dǎo)線、連接導(dǎo)線 20 20根根第19頁(yè)/共125頁(yè)第十九頁(yè)，共126頁(yè)。三、實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)(shyn)原理原理 1 1、在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，光源發(fā)出的光、在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，光源發(fā)出的光 可以看作是光頻載波，通過驅(qū)動(dòng)電路的調(diào)制，使其承載荷信可以看作是光頻載波，通過驅(qū)動(dòng)電路的調(diào)制，使其承載荷信息。數(shù)字信號(hào)的光調(diào)制一般都采用息。數(shù)字信號(hào)的光調(diào)制一般都采用(ciyng)(ciyng)直接光強(qiáng)調(diào)制方式進(jìn)行調(diào)制。這種將電信號(hào)通過調(diào)制使其變直接光強(qiáng)調(diào)制方式進(jìn)行調(diào)制。這種將電信號(hào)通過調(diào)制使其變?yōu)楣庑盘?hào)的過程稱為數(shù)字信號(hào)的光調(diào)制。為光信號(hào)的過程稱為數(shù)字信號(hào)的光調(diào)制。 第20頁(yè)/共125頁(yè)第二十

15、頁(yè)，共126頁(yè)。圖圖2-1 2-1 光發(fā)送機(jī)原理光發(fā)送機(jī)原理(yunl)(yunl)組成框組成框圖圖第21頁(yè)/共125頁(yè)第二十一頁(yè)，共126頁(yè)。 2 2、LEDLED時(shí)利用其有源區(qū)中自發(fā)輻射的器件，只要給它加電流，就會(huì)發(fā)出熒光。同時(shí)時(shí)利用其有源區(qū)中自發(fā)輻射的器件，只要給它加電流，就會(huì)發(fā)出熒光。同時(shí)LEDLED具有較好的輸出功率隨電流工作具有較好的輸出功率隨電流工作(gngzu)(gngzu)呈線性變化的特點(diǎn)呈線性變化的特點(diǎn) 第22頁(yè)/共125頁(yè)第二十二頁(yè)，共126頁(yè)。圖圖2-2 LED2-2 LED的的P-IP-I特性曲線和調(diào)制特性曲線和調(diào)制(tiozh)(tiozh)波形波形 第23頁(yè)/共1

16、25頁(yè)第二十三頁(yè)，共126頁(yè)。 3 3、當(dāng)輸入、當(dāng)輸入SiSi為為“0”“0”時(shí)，時(shí)，T1T1截止截止(jizh)(jizh)，VBBVBB為參考電壓，為參考電壓，T2T2導(dǎo)通，電流流經(jīng)導(dǎo)通，電流流經(jīng)LEDLED而發(fā)光；而發(fā)光；SiSi為為“1”“1”時(shí)，時(shí)，T2T2截止截止(jizh)(jizh)，T1T1導(dǎo)通，導(dǎo)通， LED LED因無(wú)電流流過而不發(fā)因無(wú)電流流過而不發(fā)光。這是一種能滿足光。這是一種能滿足LEDLED驅(qū)動(dòng)電流的要求的電路，其負(fù)載電源穩(wěn)定，容易調(diào)整，便驅(qū)動(dòng)電流的要求的電路，其負(fù)載電源穩(wěn)定，容易調(diào)整，便于與于與LDLD驅(qū)動(dòng)電路兼容，應(yīng)用靈活，維護(hù)方便。驅(qū)動(dòng)電路兼容，應(yīng)用靈活，維護(hù)

17、方便。第24頁(yè)/共125頁(yè)第二十四頁(yè)，共126頁(yè)。 圖圖2-3 LED2-3 LED射極耦合驅(qū)動(dòng)射極耦合驅(qū)動(dòng)(q dn)(q dn)電路電路第25頁(yè)/共125頁(yè)第二十五頁(yè)，共126頁(yè)。 4 4、LDLD是利用是利用(lyng)(lyng)在其有源區(qū)中受激發(fā)射的器件，只有在工作電流超過閾值電流的情在其有源區(qū)中受激發(fā)射的器件，只有在工作電流超過閾值電流的情況下，才會(huì)輸出激光，因而是有閾值的器件。由圖況下，才會(huì)輸出激光，因而是有閾值的器件。由圖2-42-4可見，圖中的可見，圖中的IthIth是是LDLD的閥值電流。的閥值電流?？梢婒?qū)動(dòng)可見驅(qū)動(dòng)LDLD光源器件發(fā)光必須是直流偏置電流光源器件發(fā)光必須是直

18、流偏置電流IbIb和信號(hào)電流（即調(diào)制電流和信號(hào)電流（即調(diào)制電流ImIm）的共同作）的共同作用。用。 第26頁(yè)/共125頁(yè)第二十六頁(yè)，共126頁(yè)。圖圖2-4 LD2-4 LD的的P-IP-I特性曲線特性曲線(qxin)(qxin)和調(diào)制波形和調(diào)制波形 第27頁(yè)/共125頁(yè)第二十七頁(yè)，共126頁(yè)。 5 5、圖、圖4-44-4所示的驅(qū)動(dòng)電路為雙端信號(hào)反向輸入，由于所示的驅(qū)動(dòng)電路為雙端信號(hào)反向輸入，由于T1T1、T2T2的基極所加的信號(hào)大小相等、相位的基極所加的信號(hào)大小相等、相位(xingwi)(xingwi)相反，這樣可以進(jìn)一步提高電路的開關(guān)速度。這種驅(qū)動(dòng)電路溫度穩(wěn)定性、抗干擾的性能都比較好。同時(shí)由

19、相反，這樣可以進(jìn)一步提高電路的開關(guān)速度。這種驅(qū)動(dòng)電路溫度穩(wěn)定性、抗干擾的性能都比較好。同時(shí)由于射極耦合電阻于射極耦合電阻ReRe的負(fù)反饋?zhàn)饔?，保證了的負(fù)反饋?zhàn)饔茫ＷC了LDLD調(diào)制電流調(diào)制電流ImIm的穩(wěn)定性。的穩(wěn)定性。第28頁(yè)/共125頁(yè)第二十八頁(yè)，共126頁(yè)。圖圖4-4 4-4 實(shí)用化的實(shí)用化的LDLD的驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)(q dn)(q dn)電路電路 第29頁(yè)/共125頁(yè)第二十九頁(yè)，共126頁(yè)。四、實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)(shyn)內(nèi)容內(nèi)容 1 1、用導(dǎo)線連接電終端、用導(dǎo)線連接電終端(zhn dun)(zhn dun)模塊模塊T68T68和和T94T94 2 2、將開關(guān)、將開關(guān)BM1BM1撥為撥為131

20、0nm,1310nm,將開關(guān)將開關(guān)K43K43撥為撥為“數(shù)字?jǐn)?shù)字”，將電位器，將電位器W44W44逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到最小。最小。 3 3、用萬(wàn)用表測(cè)量、用萬(wàn)用表測(cè)量T97T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)之間的電阻值（電阻焊接在之間的電阻值（電阻焊接在PCBPCB板的反板的反面），找出所測(cè)電壓與半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電流之間的關(guān)系（面），找出所測(cè)電壓與半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電流之間的關(guān)系（V VIR110IR110）。）。 第30頁(yè)/共125頁(yè)第三十頁(yè)，共126頁(yè)。 4 4、打開交流電源，此時(shí)指示燈、打開交流電源，此時(shí)指示燈D4D4、D5D5、D6D6、D7D7 D8 D8

21、亮。亮。 5 5、將電位器、將電位器W46W46（閾值電流調(diào)節(jié)）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（閾值電流調(diào)節(jié)）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 到底。到底。 6 6、慢慢調(diào)節(jié)電位器、慢慢調(diào)節(jié)電位器W44W44（數(shù)字驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)），用（數(shù)字驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)），用 萬(wàn)用表測(cè)量萬(wàn)用表測(cè)量T97T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)兩端電壓兩端電壓 使之為使之為25mv25mv。觀測(cè)此過程中無(wú)光告警二極管。觀測(cè)此過程中無(wú)光告警二極管 觀察二極管觀察二極管D11D11的發(fā)光的發(fā)光(f un)(f un)情況。情況。第31頁(yè)/共125頁(yè)第三十一頁(yè)，共126頁(yè)。7 7、用示波器測(cè)量、用示波器測(cè)量(cling)(cling)測(cè)試鉤測(cè)試鉤TP

22、108(LT)TP108(LT)的波形，并記錄下來，同時(shí)用示波器的的波形，并記錄下來，同時(shí)用示波器的另一通道測(cè)量另一通道測(cè)量(cling)(cling)輸入的數(shù)據(jù)輸入的數(shù)據(jù)T94(13_DIN)T94(13_DIN)，經(jīng)兩者進(jìn)行比較，觀察其之間，經(jīng)兩者進(jìn)行比較，觀察其之間的區(qū)別和相同點(diǎn)。的區(qū)別和相同點(diǎn)。8 8、調(diào)節(jié)電位器、調(diào)節(jié)電位器W46W46（閾值電流調(diào)節(jié)），用萬(wàn)用表測(cè)量（閾值電流調(diào)節(jié)），用萬(wàn)用表測(cè)量(cling)T97(cling)T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)兩端電壓（紅表筆插兩端電壓（紅表筆插T97T97，黑表筆插，黑表筆插T98T98），觀察此時(shí)的萬(wàn)用表

23、的讀數(shù)值），觀察此時(shí)的萬(wàn)用表的讀數(shù)值的變化。的變化。第32頁(yè)/共125頁(yè)第三十二頁(yè)，共126頁(yè)。 9 9、改變電位器、改變電位器W44W44和和W46W46的數(shù)值，此時(shí)重新觀察步驟六中兩點(diǎn)的電壓變化。的數(shù)值，此時(shí)重新觀察步驟六中兩點(diǎn)的電壓變化。 10 10、根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)、根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)850nm850nm光端機(jī)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)原理實(shí)驗(yàn)。光端機(jī)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)原理實(shí)驗(yàn)。 11 11、實(shí)驗(yàn)完成后，關(guān)閉交流電源，拆除各個(gè)、實(shí)驗(yàn)完成后，關(guān)閉交流電源，拆除各個(gè)(gg)(gg)連線，將所有的開關(guān)撥向下，將連線，將所有的開關(guān)撥向下，將實(shí)驗(yàn)箱還原。實(shí)驗(yàn)箱還原。第33頁(yè)/共125頁(yè)第三十三頁(yè)，共126頁(yè)。五、

24、注意事項(xiàng)五、注意事項(xiàng) 1 1、激光器的驅(qū)動(dòng)電流值不能大于、激光器的驅(qū)動(dòng)電流值不能大于60mA,60mA,否則由燒毀激光器的危險(xiǎn)。否則由燒毀激光器的危險(xiǎn)。 2 2、實(shí)驗(yàn)箱使用過程中應(yīng)有防靜電措施，以防靜電損壞光學(xué)器件。、實(shí)驗(yàn)箱使用過程中應(yīng)有防靜電措施，以防靜電損壞光學(xué)器件。 3 3、光學(xué)器件屬于昂貴器件，在安裝和拆卸過程中請(qǐng)注意輕拿輕放，遇到、光學(xué)器件屬于昂貴器件，在安裝和拆卸過程中請(qǐng)注意輕拿輕放，遇到(y do)(y do)問題須及時(shí)向老師報(bào)告。問題須及時(shí)向老師報(bào)告。 第34頁(yè)/共125頁(yè)第三十四頁(yè)，共126頁(yè)。六、預(yù)習(xí)六、預(yù)習(xí)(yx)思思考題考題 1 1、在、在LDLD器件的驅(qū)動(dòng)電路中，為什

25、么需要直流偏置電流器件的驅(qū)動(dòng)電路中，為什么需要直流偏置電流(dinli)Ib(dinli)Ib的共同作用？的共同作用？第35頁(yè)/共125頁(yè)第三十五頁(yè)，共126頁(yè)。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果畫出激光器條之后的波形，并和輸入信號(hào)的波形進(jìn)行、根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果畫出激光器條之后的波形，并和輸入信號(hào)的波形進(jìn)行(jnxng)(jnxng)比較。比較。 2 2、分析圖、分析圖4-44-4中激光器調(diào)制電路的原理。中激光器調(diào)制電路的原理。 第36頁(yè)/共125頁(yè)第三十六頁(yè)，共126頁(yè)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)三三 光發(fā)射機(jī)性能光發(fā)射機(jī)性能(xngnng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)測(cè)試實(shí)驗(yàn)第37頁(yè)/共125頁(yè)第三十七頁(yè)

26、，共126頁(yè)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1 1、了解數(shù)字光發(fā)端機(jī)輸出光功率的指、了解數(shù)字光發(fā)端機(jī)輸出光功率的指標(biāo)標(biāo) 要求要求(yoqi)(yoqi)。 2 2、掌握數(shù)字光發(fā)端機(jī)輸出光功率的測(cè)、掌握數(shù)字光發(fā)端機(jī)輸出光功率的測(cè)試方法。試方法。 3 3、了解數(shù)字光發(fā)端機(jī)的消光比的指標(biāo)、了解數(shù)字光發(fā)端機(jī)的消光比的指標(biāo)要求要求(yoqi)(yoqi)。 4 4、掌握數(shù)字光發(fā)端機(jī)的消光比的測(cè)試、掌握數(shù)字光發(fā)端機(jī)的消光比的測(cè)試方法。方法。第38頁(yè)/共125頁(yè)第三十八頁(yè)，共126頁(yè)。二、實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)(shyn)儀器儀器 1 1、ZY11804H1ZY11804H1光纖通信原理實(shí)驗(yàn)箱光纖通信原理實(shí)驗(yàn)箱 1 1臺(tái)

27、臺(tái) 2 2、20MHz20MHz雙蹤模擬示波器雙蹤模擬示波器 1 1臺(tái)臺(tái) 3 3、萬(wàn)用表、萬(wàn)用表 1 1臺(tái)臺(tái) 、FCFC光功率計(jì)光功率計(jì) 臺(tái)臺(tái) 5 5、FC/PC-FC/PCFC/PC-FC/PC單模光跳線單模光跳線 1 1根根 6 6、連接、連接(linji)(linji)導(dǎo)線導(dǎo)線 20 20根根第39頁(yè)/共125頁(yè)第三十九頁(yè)，共126頁(yè)。三、實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)(shyn)原理原理1 1 、光發(fā)送機(jī)、光發(fā)送機(jī) 光發(fā)送機(jī)是數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中的三大組成部分（光發(fā)送機(jī)、光纖光纜、光接收機(jī)）之一。其功能是將光發(fā)送機(jī)是數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中的三大組成部分（光發(fā)送機(jī)、光纖光纜、光接收機(jī)）之一。其功能是將電脈沖信號(hào)

28、變換成光脈沖信號(hào)，并以數(shù)字光纖通信系統(tǒng)傳輸電脈沖信號(hào)變換成光脈沖信號(hào)，并以數(shù)字光纖通信系統(tǒng)傳輸(chun sh)(chun sh)性能所要求的光脈沖信號(hào)波形從性能所要求的光脈沖信號(hào)波形從光源器件組件的尾纖發(fā)射出去。光源器件組件的尾纖發(fā)射出去。第40頁(yè)/共125頁(yè)第四十頁(yè)，共126頁(yè)。 2 2 、光發(fā)送機(jī)的指標(biāo)：、光發(fā)送機(jī)的指標(biāo)： 輸出光功率是指給光發(fā)端機(jī)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路輸出光功率是指給光發(fā)端機(jī)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路(dinl)(dinl)送入一偽隨機(jī)二進(jìn)制序列送入一偽隨機(jī)二進(jìn)制序列作為測(cè)試信號(hào)，用光功率計(jì)直接測(cè)試光發(fā)端機(jī)的光功率，此數(shù)值即為數(shù)字發(fā)送單元作為測(cè)試信號(hào)，用光功率計(jì)直接測(cè)試光發(fā)端機(jī)的光功率，此

29、數(shù)值即為數(shù)字發(fā)送單元的輸出光功率。輸出光功率必須保持恒定，要求在環(huán)境溫度變化或的輸出光功率。輸出光功率必須保持恒定，要求在環(huán)境溫度變化或LDLD器件老化的過器件老化的過程中，其輸出光功率保持不變。程中，其輸出光功率保持不變。第41頁(yè)/共125頁(yè)第四十一頁(yè)，共126頁(yè)。3 3 、消光比、消光比 消光比定義式如下式消光比定義式如下式4-14-1，P0P0是給光發(fā)端機(jī)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送全是給光發(fā)端機(jī)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送全“0”“0”碼，碼，測(cè)得的光功率，測(cè)得的光功率，P1P1是給光發(fā)端機(jī)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送全是給光發(fā)端機(jī)的數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送全“1”“1”碼，測(cè)得的光功碼，測(cè)得的光功率，將率，將P0P0，P

30、1P1代入公式（代入公式（1 1）：）： 即得到光發(fā)端機(jī)的消光比。即得到光發(fā)端機(jī)的消光比。 消光比的值與光源工作電流有一定的關(guān)系，一般當(dāng)發(fā)送消光比的值與光源工作電流有一定的關(guān)系，一般當(dāng)發(fā)送“0”“0”時(shí)，工作電流應(yīng)時(shí)，工作電流應(yīng)在閥值附近，實(shí)驗(yàn)在閥值附近，實(shí)驗(yàn)(shyn)(shyn)時(shí)可調(diào)節(jié)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流值。時(shí)可調(diào)節(jié)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電流值。01lg10PPEXT第42頁(yè)/共125頁(yè)第四十二頁(yè)，共126頁(yè)。 4 4、本實(shí)驗(yàn)采用、本實(shí)驗(yàn)采用4M4M速率的偽隨機(jī)測(cè)試信號(hào)作為信號(hào)源，偽隨機(jī)碼測(cè)試信號(hào)為速率的偽隨機(jī)測(cè)試信號(hào)作為信號(hào)源，偽隨機(jī)碼測(cè)試信號(hào)為24241 1位，通過觀察三種不同光纖通信系統(tǒng)（位，通過觀

31、察三種不同光纖通信系統(tǒng)（850nm850nm、1310nm1310nm和和1550nm1550nm）傳輸）傳輸NRZNRZ碼的輸碼的輸出光功率出光功率(gngl)(gngl)和消光比，比較其輸出光功率和消光比，比較其輸出光功率(gngl)(gngl)和消光比異同點(diǎn)及其影和消光比異同點(diǎn)及其影響因素，同時(shí)觀察驅(qū)動(dòng)電流對(duì)輸出光功率響因素，同時(shí)觀察驅(qū)動(dòng)電流對(duì)輸出光功率(gngl)(gngl)和消光比的影響。和消光比的影響。 第43頁(yè)/共125頁(yè)第四十三頁(yè)，共126頁(yè)。5 5、圖、圖1 1中是由中是由MC10116MC10116和和Q8Q8、Q21Q21組成數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路。組成數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路。MC10116

32、MC10116為數(shù)字接口電路送出為數(shù)字接口電路送出ECLECL電平的雙路信號(hào)電平的雙路信號(hào)Q Q和和Q/Q/，Q8Q8、Q21Q21組成差分高速驅(qū)動(dòng)電路。組成差分高速驅(qū)動(dòng)電路。W44W44為精密為精密(jngm)(jngm)可調(diào)電位器，通過調(diào)節(jié)可改變可調(diào)電位器，通過調(diào)節(jié)可改變LD131LD131激光器的激光器的驅(qū)動(dòng)電流。驅(qū)動(dòng)電流。 第44頁(yè)/共125頁(yè)第四十四頁(yè)，共126頁(yè)。圖圖1 1 數(shù)字光驅(qū)動(dòng)數(shù)字光驅(qū)動(dòng)(q dn)(q dn)電路電路 第45頁(yè)/共125頁(yè)第四十五頁(yè)，共126頁(yè)。四、實(shí)驗(yàn)四、實(shí)驗(yàn)(shyn)內(nèi)容內(nèi)容 a a、1550nm1550nm數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)(shz)光發(fā)端機(jī)平均光

33、功率及消光比測(cè)試。光發(fā)端機(jī)平均光功率及消光比測(cè)試。 1 1、用導(dǎo)線連接電終端模塊、用導(dǎo)線連接電終端模塊T68(M)T68(M)和和T92(15_DIN) T92(15_DIN) 2 2、將撥碼開關(guān)、將撥碼開關(guān)K35K35的值撥為的值撥為“0000”“0000”。 3 3、用、用FC-FCFC-FC光纖跳線將光纖跳線將1550T1550T輸出端與輸出端與FCFC接口光功率計(jì)連接，形成輸出光功率測(cè)試系統(tǒng)。接口光功率計(jì)連接，形成輸出光功率測(cè)試系統(tǒng)。第46頁(yè)/共125頁(yè)第四十六頁(yè)，共126頁(yè)。4 4、打開交流電源，此時(shí)指示燈、打開交流電源，此時(shí)指示燈D4D4、D5D5、D6D6、 D7 D7、D8D8

34、亮。亮。 5 5、將光功率、將光功率(gngl)(gngl)計(jì)調(diào)至計(jì)調(diào)至15501550波長(zhǎng)檔，用光功率波長(zhǎng)檔，用光功率(gngl)(gngl)計(jì)計(jì) 測(cè)量此時(shí)光發(fā)端機(jī)的測(cè)量此時(shí)光發(fā)端機(jī)的光功率光功率(gngl)(gngl)，即為光發(fā)端機(jī)的輸出光功率，即為光發(fā)端機(jī)的輸出光功率(gngl)(gngl)。6 6、拆除導(dǎo)線、拆除導(dǎo)線T68(M)T68(M)和和T92(15_DIN)T92(15_DIN)，其余連線，其余連線 不變，連接導(dǎo)線不變，連接導(dǎo)線T79(D1_O)T79(D1_O)與與T92(15_DIN)T92(15_DIN)，將數(shù)字信號(hào)源模塊的撥碼開關(guān)，將數(shù)字信號(hào)源模塊的撥碼開關(guān)K36K36

35、撥為全撥為全“1”“1”，測(cè)得此時(shí)光功率，測(cè)得此時(shí)光功率(gngl)(gngl)為為P1P1，將撥碼開關(guān)，將撥碼開關(guān)K36K36撥為全撥為全“0”“0”，測(cè)得此時(shí)光功率，測(cè)得此時(shí)光功率(gngl)(gngl)為為P0P0。第47頁(yè)/共125頁(yè)第四十七頁(yè)，共126頁(yè)。7 7、將、將P1P1，P0P0代入公式（代入公式（1 1）式即得）式即得1550nm1550nm數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)消光比。數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)消光比。8 8、依次關(guān)閉各電源，拆除導(dǎo)線，拆除光纖跳線，、依次關(guān)閉各電源，拆除導(dǎo)線，拆除光纖跳線， 將實(shí)驗(yàn)將實(shí)驗(yàn)(shyn)(shyn)箱還原。箱還原。第48頁(yè)/共125頁(yè)第四十八頁(yè)，共126頁(yè)。

36、 b b、1310nm1310nm數(shù)字發(fā)端機(jī)輸出光功率及消光比測(cè)試數(shù)字發(fā)端機(jī)輸出光功率及消光比測(cè)試 1 1、用導(dǎo)線連接電終端模塊、用導(dǎo)線連接電終端模塊T68(M)T68(M)和和T94(13_DIN)T94(13_DIN)。 2 2、將開關(guān)、將開關(guān)(kigun)BM1(kigun)BM1撥為撥為1310nm,1310nm,將開關(guān)將開關(guān)(kigun)K43(kigun)K43撥為撥為“數(shù)字?jǐn)?shù)字”，將電，將電位器位器W44W44逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到最小。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到最小。 3 3、旋開光發(fā)端機(jī)光纖輸出端口（、旋開光發(fā)端機(jī)光纖輸出端口（1310nm T1310nm T）防塵帽，用）防塵帽，用FC-FCFC-

37、FC光纖跳線將半導(dǎo)體光纖跳線將半導(dǎo)體激光器與光功率計(jì)連接起來。激光器與光功率計(jì)連接起來。第49頁(yè)/共125頁(yè)第四十九頁(yè)，共126頁(yè)。4 4、用萬(wàn)用表測(cè)量、用萬(wàn)用表測(cè)量T97T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)之間的電阻值，找出所測(cè)電壓與半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電之間的電阻值，找出所測(cè)電壓與半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電流之間的關(guān)系（流之間的關(guān)系（V VIR110IR110）。）。5 5、打開交流電源，此時(shí)、打開交流電源，此時(shí)(c sh)(c sh)指示燈指示燈D4D4、D5D5、D6D6、D7D7、D8D8。 亮。亮。6 6、將電位器、將電位器W46W46（閾值電流調(diào)節(jié)）逆時(shí)針旋到底（閾值

38、電流調(diào)節(jié)）逆時(shí)針旋到底第50頁(yè)/共125頁(yè)第五十頁(yè)，共126頁(yè)。 7 7、慢慢調(diào)節(jié)電位器、慢慢調(diào)節(jié)電位器W44W44（數(shù)字驅(qū)動(dòng)（數(shù)字驅(qū)動(dòng)(q dn)(q dn)調(diào)節(jié)），用萬(wàn)用表測(cè)量調(diào)節(jié)），用萬(wàn)用表測(cè)量T97T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)兩端電壓（紅表筆插兩端電壓（紅表筆插T97T97，黑表筆插，黑表筆插T98T98），使之為），使之為25mV25mV。 8 8、將光功率計(jì)調(diào)至、將光功率計(jì)調(diào)至13101310波長(zhǎng)檔，用光功率計(jì)測(cè)量此時(shí)光發(fā)端機(jī)的光功率，即為光發(fā)端機(jī)波長(zhǎng)檔，用光功率計(jì)測(cè)量此時(shí)光發(fā)端機(jī)的光功率，即為光發(fā)端機(jī)的輸出光功率。的輸出光功率。第51頁(yè)/共125頁(yè)

39、第五十一頁(yè)，共126頁(yè)。9 9、拆除導(dǎo)線、拆除導(dǎo)線T68(M)T68(M)和和T94(13_DIN)T94(13_DIN)，其余連線和設(shè)置不變，連接導(dǎo)線，其余連線和設(shè)置不變，連接導(dǎo)線T79(D1_O)T79(D1_O)與與T94(13_DIN)T94(13_DIN)，將數(shù)字信號(hào)源模塊的撥碼開關(guān)，將數(shù)字信號(hào)源模塊的撥碼開關(guān)K36K36撥為全撥為全“1”“1”，測(cè)得此時(shí)光功率為，測(cè)得此時(shí)光功率為P1P1，將撥碼開關(guān)，將撥碼開關(guān)K36K36撥為全撥為全“0”“0”，測(cè)得此時(shí)光功率為，測(cè)得此時(shí)光功率為P0P0。1010、將、將P1P1，P0P0代入公式代入公式12-112-1式即得式即得1310nm1

40、310nm數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)(xtng)(xtng)消光比。消光比。第52頁(yè)/共125頁(yè)第五十二頁(yè)，共126頁(yè)。1111、重復(fù)、重復(fù)6-96-9步，調(diào)節(jié)電位器步，調(diào)節(jié)電位器W44W44，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流大小為下表中數(shù)值時(shí)，測(cè)得的輸出光，調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流大小為下表中數(shù)值時(shí)，測(cè)得的輸出光功率及消光功率及消光(xio un)(xio un)比填入表。比填入表。 12 12、依次關(guān)閉各電源，拆除導(dǎo)線，拆除光纖跳線，將實(shí)驗(yàn)箱還原。、依次關(guān)閉各電源，拆除導(dǎo)線，拆除光纖跳線，將實(shí)驗(yàn)箱還原。第53頁(yè)/共125頁(yè)第五十三頁(yè)，共126頁(yè)。表表 光發(fā)射機(jī)參數(shù)光發(fā)射機(jī)參數(shù)(cnsh)(cnsh)測(cè)試測(cè)試驅(qū)動(dòng)電流

41、驅(qū)動(dòng)電流（mAmA）5 51010151520202525平均光功率平均光功率（uWuW）P P1 1（uWuW）P P0 0（uWuW）消光比消光比(dB)(dB)第54頁(yè)/共125頁(yè)第五十四頁(yè)，共126頁(yè)。五、注意事項(xiàng)五、注意事項(xiàng) 1 1、上電后不可隨意用手碰觸芯片，尤其是管腳部分。、上電后不可隨意用手碰觸芯片，尤其是管腳部分。 2 2、實(shí)驗(yàn)箱使用過程中應(yīng)有防靜電措施，以防靜電損壞光學(xué)器件。、實(shí)驗(yàn)箱使用過程中應(yīng)有防靜電措施，以防靜電損壞光學(xué)器件。 3 3、光學(xué)器件屬于昂貴器件，在安裝和拆卸過程中請(qǐng)注意輕拿輕放，遇到問題須及、光學(xué)器件屬于昂貴器件，在安裝和拆卸過程中請(qǐng)注意輕拿輕放，遇到問題須

42、及時(shí)向老師報(bào)告時(shí)向老師報(bào)告(bogo)(bogo)。 4 4、實(shí)驗(yàn)時(shí)不可將光纖輸出端對(duì)準(zhǔn)自己或別人的眼睛，以免損傷眼睛。、實(shí)驗(yàn)時(shí)不可將光纖輸出端對(duì)準(zhǔn)自己或別人的眼睛，以免損傷眼睛。第55頁(yè)/共125頁(yè)第五十五頁(yè)，共126頁(yè)。六、預(yù)習(xí)六、預(yù)習(xí)(yx)思思考題考題 1 1、輸出光功率大小對(duì)光纖通信系統(tǒng)有何響？、輸出光功率大小對(duì)光纖通信系統(tǒng)有何響？ 2 2、消光比大小對(duì)光纖通信系統(tǒng)傳輸特性有何影響、消光比大小對(duì)光纖通信系統(tǒng)傳輸特性有何影響(yngxing)(yngxing)？ 3 3、如何確定數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電流？、如何確定數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電流？第56頁(yè)/共125頁(yè)第五十六頁(yè)，共126頁(yè)

43、。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1 1、記錄光發(fā)端機(jī)的輸出光功率，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算光發(fā)端機(jī)的消光、記錄光發(fā)端機(jī)的輸出光功率，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算光發(fā)端機(jī)的消光(xio un)(xio un)比比 2 2、比較不同驅(qū)動(dòng)電流下的輸出光功率及消光、比較不同驅(qū)動(dòng)電流下的輸出光功率及消光(xio un)(xio un)比，確定驅(qū)動(dòng)電流取多比，確定驅(qū)動(dòng)電流取多大時(shí)，大時(shí)，1310nm1310nm光發(fā)送系統(tǒng)更符合傳輸要求光發(fā)送系統(tǒng)更符合傳輸要求 3 3、比較、比較850nm850nm、1310nm1310nm及及1550nm1550nm數(shù)字光發(fā)送系統(tǒng)輸出光功率及消光數(shù)字光發(fā)送系統(tǒng)輸出光功率及消光(xio un)(x

44、io un)比，并分析系統(tǒng)性能指標(biāo)比，并分析系統(tǒng)性能指標(biāo) 4 4、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及誤差分析正確、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及誤差分析正確 第57頁(yè)/共125頁(yè)第五十七頁(yè)，共126頁(yè)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)四四 光接收機(jī)原理(yunl)實(shí)驗(yàn)第58頁(yè)/共125頁(yè)第五十八頁(yè)，共126頁(yè)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?1 1、了解光接收機(jī)的組成原理及其各部、了解光接收機(jī)的組成原理及其各部分分(b fen)(b fen)的功能的功能 2 2、掌握光接收機(jī)的電路原理、掌握光接收機(jī)的電路原理 3 3、了解判決電路在光接收機(jī)中的作用、了解判決電路在光接收機(jī)中的作用第59頁(yè)/共125頁(yè)第五十九頁(yè)，共126頁(yè)。二、實(shí)驗(yàn)儀器二、實(shí)驗(yàn)儀器

45、 1 1、ZY11804H1ZY11804H1型光纖通信原理型光纖通信原理(yunl)(yunl)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)箱箱 1 1臺(tái)臺(tái) 2 2、示波器、示波器 1 1臺(tái)臺(tái) 3 3、FC-FCFC-FC單模光跳線單模光跳線 1 1根根 4 4、萬(wàn)用表、萬(wàn)用表 1 1臺(tái)臺(tái) 5 5、連接導(dǎo)線、連接導(dǎo)線 20 20根根 第60頁(yè)/共125頁(yè)第六十頁(yè)，共126頁(yè)。三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理 1、光接收機(jī)基本原理、光接收機(jī)基本原理 數(shù)字光接收機(jī)在光纖通信系統(tǒng)中的數(shù)字光接收機(jī)在光纖通信系統(tǒng)中的作用是將光纖光纜傳輸后衰減變形的微作用是將光纖光纜傳輸后衰減變形的微弱光信號(hào)通過光弱光信號(hào)通過光-電轉(zhuǎn)換成為光信號(hào)，電轉(zhuǎn)換成為光信

46、號(hào)，并給予足夠的放大、均衡與定時(shí)再生還并給予足夠的放大、均衡與定時(shí)再生還原成為標(biāo)準(zhǔn)原成為標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)的數(shù)字脈沖信的數(shù)字脈沖信號(hào)。號(hào)。第61頁(yè)/共125頁(yè)第六十一頁(yè)，共126頁(yè)。圖圖1 1 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)(shz)光接收機(jī)原理框圖光接收機(jī)原理框圖 第62頁(yè)/共125頁(yè)第六十二頁(yè)，共126頁(yè)。2 2 、功能說明、功能說明 光檢測(cè)器是將光脈沖轉(zhuǎn)換成為電脈沖信號(hào)。光檢測(cè)器是將光脈沖轉(zhuǎn)換成為電脈沖信號(hào)。 前置放大器與光檢測(cè)器的合理匹配，得到大的輸出信噪比信號(hào)。前置放大器與光檢測(cè)器的合理匹配，得到大的輸出信噪比信號(hào)。 主放大器是一個(gè)高增益的寬帶放大器。主放大器是一個(gè)高增益的寬帶放大器。 均衡電

47、路可以合理的壓縮主放大器過寬的帶寬均衡電路可以合理的壓縮主放大器過寬的帶寬(di kun)(di kun)，減少數(shù)字接收放大器的噪，減少數(shù)字接收放大器的噪聲，提高其輸出信噪比。聲，提高其輸出信噪比。第63頁(yè)/共125頁(yè)第六十三頁(yè)，共126頁(yè)。3 3、數(shù)字光接收機(jī)電路、數(shù)字光接收機(jī)電路 圖圖2 2所示電路可以作為發(fā)光二極管和所示電路可以作為發(fā)光二極管和1310nm1310nm半導(dǎo)體激光器的光接收部分電路半導(dǎo)體激光器的光接收部分電路圖，其中光電檢測(cè)圖，其中光電檢測(cè)(jin c)(jin c)器采用器采用PINPIN光電二極管。光電二極管。MAX435MAX435芯片及其外圍電路實(shí)芯片及其外圍電路實(shí)

48、現(xiàn)主放大器的作用，用于放大光電檢測(cè)現(xiàn)主放大器的作用，用于放大光電檢測(cè)(jin c)(jin c)器檢測(cè)器檢測(cè)(jin c)(jin c)到的信號(hào)，測(cè)到的信號(hào)，測(cè)試鉤試鉤TP114TP114用于觀察接收機(jī)接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)。發(fā)光二極管用于觀察接收機(jī)接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)。發(fā)光二極管D9D9用于顯示光纖線路中用于顯示光纖線路中傳輸光的狀態(tài)，當(dāng)接收端接收到信號(hào)時(shí)，發(fā)光二極管不亮，當(dāng)沒有信號(hào)時(shí)，發(fā)光二傳輸光的狀態(tài)，當(dāng)接收端接收到信號(hào)時(shí)，發(fā)光二極管不亮，當(dāng)沒有信號(hào)時(shí)，發(fā)光二極管亮。極管亮。第64頁(yè)/共125頁(yè)第六十四頁(yè)，共126頁(yè)。圖圖2 2 數(shù)字?jǐn)?shù)字(shz)(shz)光機(jī)收機(jī)電路原理圖光機(jī)收機(jī)電路原理圖 第

49、65頁(yè)/共125頁(yè)第六十五頁(yè)，共126頁(yè)。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、用導(dǎo)線連接電終端模塊T68(M)和T94。 2、將開關(guān)BM1撥為1310nm,將開關(guān)K43撥為“數(shù)字”，將開關(guān)BM2撥為1310nm,將開關(guān)K30撥為“通信”，將電位器W44逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到最小。 3、旋開光發(fā)端機(jī)光纖輸出端口（1310nm T）防塵(fn chn)帽，用FC-FC光纖跳線將半導(dǎo)體激光器與光機(jī)收機(jī)（1310nm R）連接起來。 4、用萬(wàn)用表測(cè)量T97（TV+）和T98(TV-)之間的電阻值第66頁(yè)/共125頁(yè)第六十六頁(yè)，共126頁(yè)。 5 5、打開交流電源，此時(shí)指示燈、打開交流電源，此時(shí)指示燈D4D4、D5D5、D6D6、

50、D7D7、D8D8亮。亮。 6 6、慢慢調(diào)節(jié)電位器、慢慢調(diào)節(jié)電位器W44W44（數(shù)字驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)），用萬(wàn)用表測(cè)量（數(shù)字驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)），用萬(wàn)用表測(cè)量T97T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)兩端電壓，使之為兩端電壓，使之為17mV17mV左右。左右。 7 7、用示波器探頭測(cè)量、用示波器探頭測(cè)量TP114(13OUT)TP114(13OUT)處的波形，利用另一通道測(cè)量輸入數(shù)據(jù)處的波形，利用另一通道測(cè)量輸入數(shù)據(jù)T94T94，比較兩者波形之間的差異。緩慢的調(diào)節(jié)電位比較兩者波形之間的差異。緩慢的調(diào)節(jié)電位W45W45觀測(cè)此時(shí)接收信號(hào)觀測(cè)此時(shí)接收信號(hào)(xnho)(xnho)幅度的幅度的變化情

51、況。變化情況。第67頁(yè)/共125頁(yè)第六十七頁(yè)，共126頁(yè)。 8、用示波器的兩個(gè)探頭同時(shí)測(cè)量輸入數(shù)據(jù)T94和T101的波形，調(diào)節(jié)電位器W40，直到輸出和輸入數(shù)據(jù)完全相同為止，觀察在此過程中二極管D3的發(fā)光變化情況， 9、用示波器探頭同時(shí)測(cè)量TP114和T101的波形，分別調(diào)節(jié)電位器W45和W40，觀察兩者的變化。 10、設(shè)計(jì)850nm光接收(jishu)原理實(shí)驗(yàn)。 11、做完實(shí)驗(yàn)后先關(guān)閉交流電開關(guān)，拆下光跳線，用防塵帽蓋住實(shí)驗(yàn)箱半導(dǎo)體激光器光纖輸出端口，將實(shí)驗(yàn)箱還原。第68頁(yè)/共125頁(yè)第六十八頁(yè)，共126頁(yè)。五、注意事項(xiàng)五、注意事項(xiàng) 1、在回路中測(cè)、在回路中測(cè)R110的電阻前要將回的電阻前要將

52、回路斷開路斷開 2、上電后不可隨意用手碰觸芯片，尤、上電后不可隨意用手碰觸芯片，尤其是管腳部分。其是管腳部分。 3、實(shí)驗(yàn)箱使用過程中應(yīng)有防靜電措施，、實(shí)驗(yàn)箱使用過程中應(yīng)有防靜電措施，以防靜電損壞光學(xué)器件。以防靜電損壞光學(xué)器件。 4、光學(xué)器件屬于昂貴器件，在安裝和、光學(xué)器件屬于昂貴器件，在安裝和拆卸過程中請(qǐng)注意輕拿輕放，遇到問題拆卸過程中請(qǐng)注意輕拿輕放，遇到問題須及時(shí)向老師報(bào)告。須及時(shí)向老師報(bào)告。 5、實(shí)驗(yàn)時(shí)不可將光纖輸出端對(duì)準(zhǔn)自己、實(shí)驗(yàn)時(shí)不可將光纖輸出端對(duì)準(zhǔn)自己或別人的眼睛，以免或別人的眼睛，以免(ymin)損傷眼損傷眼睛。睛。第69頁(yè)/共125頁(yè)第六十九頁(yè)，共126頁(yè)。六、思考題六、思考題

53、1、為什么在光接收機(jī)中需加入、為什么在光接收機(jī)中需加入(jir)判判決電路？決電路？第70頁(yè)/共125頁(yè)第七十頁(yè)，共126頁(yè)。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1、簡(jiǎn)述光接收機(jī)的原理及其組成框圖。、簡(jiǎn)述光接收機(jī)的原理及其組成框圖。 2、分析、分析(fnx)光纖傳輸后數(shù)據(jù)的變化，光纖傳輸后數(shù)據(jù)的變化，簡(jiǎn)述判決電路在光接收機(jī)中的作用。簡(jiǎn)述判決電路在光接收機(jī)中的作用。 第71頁(yè)/共125頁(yè)第七十一頁(yè)，共126頁(yè)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)五五 自動(dòng)(zdng)(zdng)光功率控制實(shí)驗(yàn)第72頁(yè)/共125頁(yè)第七十二頁(yè)，共126頁(yè)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1 1、了解自動(dòng)光功率電路在光發(fā)端機(jī)中的、了解自動(dòng)光功率電路

54、在光發(fā)端機(jī)中的作用。作用。 2 2、學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)(xux)(xux)自動(dòng)光功率電路的組成及自動(dòng)光功率電路的組成及其工作原理。其工作原理。第73頁(yè)/共125頁(yè)第七十三頁(yè)，共126頁(yè)。二、實(shí)驗(yàn)儀器二、實(shí)驗(yàn)儀器 1 1、ZY11804H1ZY11804H1型光纖通信型光纖通信(un (un xin tn xn)xin tn xn)實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)箱 1 1臺(tái)臺(tái) 3 3、FC-FCFC-FC單模光跳單模光跳 1 1根根 4 4、萬(wàn)用表、萬(wàn)用表 1 1臺(tái)臺(tái) 5 5、連接導(dǎo)線、連接導(dǎo)線 2020根根第74頁(yè)/共125頁(yè)第七十四頁(yè)，共126頁(yè)。三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理 1、LD在工作時(shí)，隨著溫度的升高，在工作時(shí)，隨

55、著溫度的升高，LD的微分量子的微分量子(lingz)效率下降，這表現(xiàn)效率下降，這表現(xiàn)在在P-I特性曲線斜率的的變化上，溫度越特性曲線斜率的的變化上，溫度越高，曲線斜率就變得越小，即高，曲線斜率就變得越小，即LD的電的電-光光轉(zhuǎn)換效率越小。而且，即使環(huán)境的溫度轉(zhuǎn)換效率越小。而且，即使環(huán)境的溫度不變，由于不變，由于LD隨著工作時(shí)間的增加并達(dá)隨著工作時(shí)間的增加并達(dá)到一定時(shí)間以后，進(jìn)入損耗失效期而引到一定時(shí)間以后，進(jìn)入損耗失效期而引起的閾值電流增加和曲線斜率的下降也起的閾值電流增加和曲線斜率的下降也會(huì)使會(huì)使LD無(wú)法正常工作。無(wú)法正常工作。 第75頁(yè)/共125頁(yè)第七十五頁(yè)，共126頁(yè)。圖圖1 LD1 L

56、D的的P-IP-I特性隨溫度特性隨溫度(wnd)(wnd)變化和壽命變化和壽命試驗(yàn)曲線試驗(yàn)曲線第76頁(yè)/共125頁(yè)第七十六頁(yè)，共126頁(yè)。2 2 、由圖、由圖2 2知，在知，在LDLD驅(qū)動(dòng)電流的輸入數(shù)據(jù)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電流的輸入數(shù)據(jù)信號(hào) 為長(zhǎng)為長(zhǎng)“0”“0”或使其輸入數(shù)據(jù)消失時(shí)，或使其輸入數(shù)據(jù)消失時(shí)，A2A2的的反向輸入端為高電平，因此反向輸入端為高電平，因此(ync)A3(ync)A3的輸出的電平下降，進(jìn)而控制的輸出的電平下降，進(jìn)而控制LDLD的的IbIb減小，使減小，使LDLD的輸出光功率減小。這時(shí)按照這種光功率的自動(dòng)控制原理，其反饋控制又可能使的輸出光功率減小。這時(shí)按照這種光功率的自動(dòng)控制原理，

57、其反饋控制又可能使IbIb增加。增加。然而所謂的光功率控制是以然而所謂的光功率控制是以LDLD驅(qū)動(dòng)電路的輸入數(shù)字信號(hào)的參考電平不變?yōu)楸匾獥l件的，因驅(qū)動(dòng)電路的輸入數(shù)字信號(hào)的參考電平不變?yōu)楸匾獥l件的，因此此(ync)(ync)由于其輸入數(shù)據(jù)信號(hào)的參考電平由于其輸入數(shù)據(jù)信號(hào)的參考電平IbIb的的變化要大于自動(dòng)光功率控制的幅度。結(jié)的的變化要大于自動(dòng)光功率控制的幅度。結(jié)果長(zhǎng)連果長(zhǎng)連“0”“0”或無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，或無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，LDLD的輸出光功率大大降低，以至于使的輸出光功率大大降低，以至于使LDLD不能發(fā)激光而發(fā)熒不能發(fā)激光而發(fā)熒光。光。第77頁(yè)/共125頁(yè)第七十七頁(yè)，共126頁(yè)。圖圖2 2 自動(dòng)光功率

58、自動(dòng)光功率(gngl)(gngl)控制原理圖控制原理圖 第78頁(yè)/共125頁(yè)第七十八頁(yè)，共126頁(yè)。 四、實(shí)驗(yàn)(shyn)內(nèi)容 1、用導(dǎo)線連接電終端模塊T68和T94。 2、將開關(guān)BM1撥為1310nm,將開關(guān)K43撥為 “數(shù)字”，將電位器W44逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到最小。 3、旋開光發(fā)端機(jī)光纖輸出端口（1310nm T） 防塵帽，用FC-FC光纖跳線將半導(dǎo)體激光 器與光功率計(jì)輸入端連接起來，并將光 功率計(jì)測(cè)量波長(zhǎng)調(diào)整到1310nm檔。第79頁(yè)/共125頁(yè)第七十九頁(yè)，共126頁(yè)。4 4、用萬(wàn)用表測(cè)量、用萬(wàn)用表測(cè)量T97T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)之間之間 的電阻值。的電阻

59、值。 5 5、打開、打開(d ki)(d ki)交流電源，此時(shí)指示燈交流電源，此時(shí)指示燈D4D4、D5D5、D6D6、 D7 D7、D8D8亮。亮。第80頁(yè)/共125頁(yè)第八十頁(yè)，共126頁(yè)。 a a、沒有、沒有(mi yu)(mi yu)加入自動(dòng)光功率控制前的輸出功率測(cè)試加入自動(dòng)光功率控制前的輸出功率測(cè)試 1 1、將電位器、將電位器W46(W46(閾值電流調(diào)節(jié)閾值電流調(diào)節(jié)) )逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到底。 2 2、慢慢調(diào)節(jié)電位器、慢慢調(diào)節(jié)電位器W44W44（數(shù)字驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)），用萬(wàn)用表測(cè)量（數(shù)字驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)），用萬(wàn)用表測(cè)量T97T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)兩端電壓（

60、紅表筆插兩端電壓（紅表筆插T97T97，黑表筆插，黑表筆插T98T98），使之為），使之為20mV20mV，此時(shí)用光功率計(jì)測(cè)量出，此時(shí)用光功率計(jì)測(cè)量出光功率光功率P1P1，并利用萬(wàn)用表測(cè)量測(cè)試鉤，并利用萬(wàn)用表測(cè)量測(cè)試鉤TP76(PD)TP76(PD)的電壓值的電壓值V1V1，記錄下來。，記錄下來。第81頁(yè)/共125頁(yè)第八十一頁(yè)，共126頁(yè)。3 3、慢慢調(diào)節(jié)、慢慢調(diào)節(jié)(tioji)(tioji)電位器電位器W44W44（數(shù)字驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)（數(shù)字驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)(tioji)(tioji)），用萬(wàn)用表測(cè)量），用萬(wàn)用表測(cè)量T97T97（TV+TV+）和）和T98(TV-)T98(TV-)兩端電壓（紅表筆插兩端電壓