光學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)四報(bào)告模板(最新版)

1、光學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（） 實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板實(shí)驗(yàn)一簡(jiǎn)單信號(hào)光發(fā)送和接收實(shí)驗(yàn)姓名 陳曉莉 學(xué)號(hào) 912104520103 同組實(shí)驗(yàn)者 李增 時(shí)間 2015.9.22 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及各個(gè)模塊的功能。2、 熟悉各個(gè)信號(hào)測(cè)試點(diǎn)。3、 掌握系統(tǒng)調(diào)試方法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 觀察光通信設(shè)備各個(gè)功能模塊。2、 用示波器觀察光發(fā)送模塊和光接收模塊各測(cè)試點(diǎn)信號(hào)波形。3、 完成系統(tǒng)調(diào)試三、 實(shí)驗(yàn)原理（簡(jiǎn)略敘述）整套系統(tǒng)含1550nm和1310nm兩個(gè)波長(zhǎng)通道，每個(gè)通道均可傳輸模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。系統(tǒng)含有模擬信號(hào)產(chǎn)生模塊和數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生模塊，模擬信號(hào)產(chǎn)生模塊能產(chǎn)生正弦波、三角波和鋸齒波等模擬信號(hào)。

2、數(shù)字信號(hào)主要有方波、CMI碼和本地2M偽隨機(jī)序列等數(shù)字信號(hào)。系統(tǒng)還含有CMI、PCM、HDB3編譯碼電路、誤碼率測(cè)試電路等等。四、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象1、 熟悉光通信系統(tǒng)的工作原理及結(jié)構(gòu)組成，熟悉示波器。2、 打開系統(tǒng)電源，觀察電源指示燈是否正常。3、 選擇1550nm或1310nm通道進(jìn)行模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)臏y(cè)試，調(diào)節(jié)相應(yīng)點(diǎn)使得接收到的信號(hào)不失真。4、 記錄各測(cè)試點(diǎn)信號(hào)波形、幅度及頻率。5、 完成實(shí)驗(yàn)，關(guān)閉系統(tǒng)電源。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1、數(shù)字信號(hào)（方波）發(fā)送和接收檢測(cè)點(diǎn)波形（標(biāo)注幅度、頻率或周期）數(shù)字信號(hào)源（TP102）1550nm LD加載信號(hào)（TP103）1550nm 光接收端信號(hào)(TP104)

3、2、模擬信號(hào)（正弦波）發(fā)送和接收檢測(cè)點(diǎn)波形（標(biāo)注幅度、頻率或周期）模擬信號(hào)源（TP101）1550nm LD加載信號(hào)（TP103）1550nm 光接收端信號(hào)(TP104)1550nm 處理后的信號(hào)(TP106)實(shí)驗(yàn)二光線路CMI碼實(shí)驗(yàn)姓名 陳曉莉 學(xué)號(hào) 912104520103 同組實(shí)驗(yàn)者 李增 時(shí)間 2015.9.22 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解CMI編譯碼原理。2、 掌握CMI光傳輸原理。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 完成CMI編譯碼、光傳輸電路調(diào)試。2、 用示波器觀察各測(cè)試點(diǎn)信號(hào)波形，比較碼型變化及相位延遲。三、 基本原理1、CMI編碼原理CMI（Coded Mark Inversion）即編碼傳號(hào)

4、反轉(zhuǎn)，表18.1給出了其編碼規(guī)則，傳號(hào)1由11和00交替表示（若前一個(gè)1為11，則當(dāng)前1采用00表示，如此類推），而空號(hào)0則固定地用01表示。表18.1 CMI編碼規(guī)則輸入二元碼CMI碼型001100和11交替出現(xiàn)圖18.1給出了CMI編碼的波形示例，由于一個(gè)碼元變成了二個(gè)，因此它屬于二電平的1B2B碼。CMI具有雙相碼的特點(diǎn)，不怕信道相位的反轉(zhuǎn)（信息碼為“1”時(shí)兩個(gè)線路碼相同；信息碼為“0”時(shí)，兩個(gè)線路碼相反，信道相位反轉(zhuǎn)后，仍有此性質(zhì)），并且具有一定的糾錯(cuò)能力，易于實(shí)現(xiàn)，易于提取定時(shí)時(shí)鐘，因此在低速系統(tǒng)中選為傳輸碼型。在ITU-T的G.703建議中，規(guī)定CMI為四次群（139.264Mbi

5、t/s）的接口碼型。圖18.1 CMI與二元碼的轉(zhuǎn)換關(guān)系圖18.2給出了CMI的編碼原理框圖，編碼電路接收來(lái)自信號(hào)源的單極性非歸零碼（NRZ），并把這種碼型變換成為CMI碼送至光發(fā)送機(jī)。輸入若是傳號(hào)，則翻轉(zhuǎn)輸出；若是空號(hào)，則打開門開關(guān)，使時(shí)鐘反向輸出，電路原理如圖18.3所示。圖18.2 CMI編碼框圖圖18.3 CMI編碼原理電路圖實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中采用了可編程邏輯器件（PLD）來(lái)實(shí)現(xiàn)CMI的編譯碼。2、CMI譯碼原理當(dāng)時(shí)鐘和信道碼對(duì)齊時(shí)，如果輸入的是“11”或“00”，則輸出“1”；如果輸入的是“01”，則輸出“0”。問(wèn)題的關(guān)鍵是怎樣將一系列的碼元正確地2個(gè)2個(gè)分組。經(jīng)過(guò)傳輸以后的CMI碼首先要提

6、取位同步時(shí)鐘，接著抽樣判決。此時(shí)CMI碼流和發(fā)送的碼流在波形上沒(méi)有區(qū)別（忽略誤碼情況），但是2個(gè)2個(gè)分組，卻有兩種不同的情況，一種是正確的，可以得到正確的結(jié)果，而另一種則會(huì)導(dǎo)致譯碼的錯(cuò)誤。結(jié)合CMI碼流的特點(diǎn)，有兩種可以正確分組的方法：a、 如果在碼流中檢測(cè)到了0101的，那么可以將緊挨著的2個(gè)碼元分為一組；b、 如果在碼元中檢測(cè)到1到0的跳變后，則可以將下降沿后的2個(gè)碼元分為一組。一般情況下，方法b更可以盡快地實(shí)現(xiàn)正確分組，接下來(lái)就是根據(jù)編碼規(guī)則進(jìn)行譯碼了，這里介紹三種具體的解決方案：第一種方案：原理框圖如圖18.4所示：圖18.4 方案一原理框圖從位同步時(shí)鐘分離出兩路時(shí)鐘，它們和位同步時(shí)鐘

7、同頻，但是占空比不同，兩路時(shí)鐘的占空比都是25，但是兩者之間相差半個(gè)周期，這樣就可以將每組中兩個(gè)碼元分開，從而形成第一路和第二路信號(hào)，在兩路時(shí)鐘信號(hào)的正確作用下比較兩路信號(hào)，便可以將CMI編譯出來(lái)。第二種方案：原理框圖如圖18.5所示：圖18.5 方案二原理框圖可以看到，方案二本質(zhì)上與一是一致的，差別在于找到正確分組的方法，它利用二分頻以后的上升沿和下降沿來(lái)讀取兩路信號(hào)，即碼流檢測(cè)的方法b。第三種方案：原理框圖如圖18.6所示：圖18.6 方案三原理框圖這里的譯碼思路稍有變化，CMI碼流經(jīng)過(guò)串并轉(zhuǎn)換后，在二分頻的位同步時(shí)鐘的作用下讀出，進(jìn)行比較譯碼。四、 實(shí)驗(yàn)步驟1、首先將鍵盤功能鍵選擇為“C

8、MI”并按確認(rèn)鍵確認(rèn)。2、光發(fā)單元A的功能開關(guān)KP101、KP102撥向數(shù)字端，光收單元A的KP103撥向數(shù)字端，KP104撥向PN OUT端，調(diào)節(jié)RP108，使得TP107的信號(hào)幅度調(diào)整在3.0V左右，XP105的兩個(gè)短路帽分別插入“CMI”和“PN OUT”功能腳位置。3、測(cè)試TP501、TP102/103、TP104/107、TP602d等點(diǎn)波形。4、對(duì)光傳輸前后的CMI碼進(jìn)行比較。5、對(duì)編碼之前和譯碼之后的PN序列進(jìn)行比較。6、按實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求記錄各測(cè)試點(diǎn)波形。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)點(diǎn)波形（標(biāo)注幅度，注意延遲對(duì)比）PN信號(hào)源（TP501）經(jīng)光傳輸并解碼后的PN序列（TP602）1550nm 光

9、發(fā)送端CMI碼(TP102)1550nm 光接收端CMI碼(TP104)實(shí)驗(yàn)三模擬話音傳輸實(shí)驗(yàn)姓名 陳曉莉 學(xué)號(hào) 912104520103 同組實(shí)驗(yàn)者 李增 時(shí)間 2015.9.22 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 了解光纖通信模擬電話原理。2、 了解系統(tǒng)的性能與測(cè)試。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、 完成系統(tǒng)通話通道調(diào)試。2、 實(shí)現(xiàn)模擬話音通話。三、實(shí)驗(yàn)原理語(yǔ)音電話光纖傳輸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)框圖見(jiàn)圖19.1所示。 發(fā)信號(hào)處理單元模擬電話發(fā)送電路模擬電話接收電路收信號(hào)處理單元 光纖光收端機(jī)光發(fā)端機(jī)CPU中央處理單元圖19.1 模擬電話光纖傳輸示意圖模擬基帶直接強(qiáng)度調(diào)制的光纖傳輸系統(tǒng)對(duì)光發(fā)端機(jī)的要求是（1）輸出功率要大，這樣，在接

10、收靈敏度一定時(shí)，發(fā)送光功率越大，允許系統(tǒng)傳輸損耗越大，系統(tǒng)的傳輸距離越長(zhǎng)（2）輸出光功率溫度穩(wěn)定性要好，這樣才能保證各種溫度時(shí)的傳輸距離。（3）調(diào)制度m要大。m大接收機(jī)的信噪比就高。也就是說(shuō)接收機(jī)的靈敏度就高。但m不能太高，它要受到光源的P-I特性曲線兩端彎曲部分非線性制約。（4）非線性失真要小。模擬光接收機(jī)的要求（1）信噪比要高（2）頻帶要寬（3）幅度特性要好。在模擬基帶直接強(qiáng)度調(diào)制光纖傳輸系統(tǒng)中，為使電路簡(jiǎn)單，檢測(cè)器一般采用PIN管。前置放大器的作用是把來(lái)自光檢測(cè)器的微弱信號(hào)放大，前置輸入的信號(hào)是全系統(tǒng)中最低的，所以前放決定全系統(tǒng)的信噪比，同時(shí)前放也決定系統(tǒng)的靈敏度。主放的功能是把前放輸出

11、的信號(hào)進(jìn)行高倍的放大，放大到系統(tǒng)需要的適合電平。由于主放是一個(gè)寬頻放大器，很容易產(chǎn)生自激，必須設(shè)計(jì)良好的電源去耦合電路以防主放自激。模擬系統(tǒng)要求信號(hào)的信噪比高，信號(hào)非線性失真小，這可以在輸入測(cè)試點(diǎn)TP101和輸出測(cè)試點(diǎn)TP106做測(cè)試，將TP404和輸出測(cè)試點(diǎn)TP705送入雙蹤示波器的2個(gè)通道(CHA、CHB)、可以先測(cè)方波信號(hào)，然后送入三角波，再送入正弦波信號(hào)，最后送入模擬話音信號(hào)，并通過(guò)雙方的通話來(lái)判斷模擬系統(tǒng)的性能，若要精確測(cè)試可以用話路特性測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。四、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象1、將鍵盤功能鍵選擇為“模擬電話”并確定。2、光發(fā)單元A的功能開關(guān)KP102撥向模擬端，光發(fā)單元B的功能開關(guān)KP2

12、01、KP203撥向模擬端，P202的短路帽插入“模擬電話” 功能位，光收單元A的KP103撥向模擬電話端，XP105的短路帽插入模擬電話功能位，光收單元B的KP204撥向“模/數(shù)”端，KP205撥向模擬端，XP206的短路帽插入模擬電話功能。3、電話接口電路單元A、B的功能開關(guān)KP901、KP902均撥向“模擬”端, 電話插口XS901、XS902分別插入話機(jī)提起話筒按撥號(hào)鍵雙方都應(yīng)聽(tīng)見(jiàn)清晰的撥號(hào)音和通話聲。（前提是在發(fā)送接收的兩通道都調(diào)試一致） 4、用示波器在線路中TP101處觀察模擬語(yǔ)音的波形變化，比較講話聲音大或小時(shí)所測(cè)得的波形的變化。實(shí)驗(yàn)四聲光調(diào)制特性測(cè)試及分析實(shí)驗(yàn)姓名 陳曉莉 學(xué)號(hào)

13、 912104520103同組實(shí)驗(yàn)者 孫玲 李增 時(shí)間 2015.9.27 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模憾?、?shí)驗(yàn)儀器（儀器名稱及儀器編號(hào)、樣品描述）三、實(shí)驗(yàn)原理：（簡(jiǎn)略敘述）四、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象（詳細(xì)）五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1、直流偏壓對(duì)輸出特性的影響：（1）輸入信號(hào)波形（2）輸出信號(hào)上失真波形（直流偏壓： ）（3）輸出信號(hào)下失真波形（直流偏壓： ）（4）輸出信號(hào)雙失真波形（直流偏壓： ）（5）輸出信號(hào)不失真波形（直流偏壓： ）2、偏轉(zhuǎn)角測(cè)量及超聲波波速計(jì)算次數(shù)123平均L(mm)d(mm)F=100MHz，實(shí)驗(yàn)五電光調(diào)制特性測(cè)試及分析姓名 陳曉莉 學(xué)號(hào) 912104520103 同組實(shí)驗(yàn)者 孫玲 李增 時(shí)間 2015.9.27 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)儀器（儀器名稱及儀器編號(hào)、樣品描述）三、實(shí)驗(yàn)原理（簡(jiǎn)略敘述）四、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1、單