光纖傳輸語(yǔ)音電路課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)課程光電檢測(cè)課程設(shè)計(jì)題目光纖傳輸語(yǔ)音電路院系專業(yè)班級(jí)學(xué)生某某學(xué)生學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師2012年3 月 1 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課程 光電檢測(cè)技術(shù)題目 光纖傳輸語(yǔ)音電路設(shè)計(jì)專業(yè) 主要內(nèi)容：應(yīng)用利用LM58 LM78L05集成電路，光敏二、三極管，設(shè)計(jì)一光電發(fā)射與接收電路, 光纖傳輸語(yǔ)音信號(hào)的功能。根本要求：1設(shè)計(jì)光纖傳輸語(yǔ)音信號(hào)的框圖。2、設(shè)計(jì)光信號(hào)發(fā)射電路與光信號(hào)接收電路。3、傳輸距離200米左右。4、調(diào)試安裝。5、完成課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。主要參考資料：2）陳振官等編著，光電子電路制作實(shí)例M，:國(guó)防工業(yè)2006.4.3）黃繼昌等編著，檢測(cè)專用集成電路與應(yīng)用M，:人民郵電，2006.10.完成期限 指

2、導(dǎo)教師 專業(yè)負(fù)責(zé)人2012年2 月 20 日第1章概述光電檢測(cè)技術(shù)是一種非接觸測(cè)量的高新技術(shù)。它主要利用電子技術(shù)對(duì)光學(xué)信號(hào)進(jìn)展檢 測(cè)，并進(jìn)一步傳遞、儲(chǔ)存、控制、計(jì)算和顯示。光電檢測(cè)技術(shù)通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)把待檢測(cè)的非 電量信息變換成為便于承受的光學(xué)信息，然后用光電探測(cè)器件將光學(xué)信息量變換成電量， 并進(jìn)一步經(jīng)過(guò)電路放大、處理，以達(dá)到電信號(hào)輸出的目的。然后采用電子學(xué)、信息論、計(jì) 算機(jī)與物理學(xué)等方法分析噪聲產(chǎn)生的原因和規(guī)律，以便于進(jìn)展相應(yīng)的電路改良，更好地研究被噪聲淹沒(méi)的微弱有用信號(hào)的特點(diǎn)與相關(guān)性，從而了解非電量的狀態(tài)。微弱信號(hào)檢測(cè)的 目的是從強(qiáng)噪聲中提取有用信號(hào)，同時(shí)提高檢測(cè)系統(tǒng)輸出信號(hào)的信噪比。光纖傳輸

3、，即以光線為介質(zhì)進(jìn)展傳輸。光纖，不僅可用來(lái)傳輸模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)而且可以滿足視頻傳輸?shù)男枨?。其?shù)據(jù)傳輸率能達(dá)幾千Mbps如果在不使用中繼器的情況下，傳輸X圍能達(dá)到6-8km。光纖通信技術(shù)應(yīng)用迅速增長(zhǎng)，自1977年光纖系統(tǒng)首次商用安裝以來(lái)，公司就開(kāi)始使用光纖鏈路替代舊的銅線系統(tǒng)。今天的許多公司，在他們的系統(tǒng)中全面使用光 纖作為干線結(jié)構(gòu)和作為城市系統(tǒng)之間的長(zhǎng)距離連接。提供商已開(kāi)始用光纖/銅軸混合線路進(jìn)展試驗(yàn)。這種混合線路允許在領(lǐng)域之間集成光纖和同軸電纜，這種被稱為節(jié) 點(diǎn)的位置，提供將光脈沖轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光接收機(jī)，然后信號(hào)再經(jīng)過(guò)同軸電纜被傳 送到各個(gè)家庭。近年來(lái)，作為一種通信信號(hào)傳輸?shù)那‘?dāng)手段，光纖

4、穩(wěn)步替代銅線是 顯而易見(jiàn)的，這些光纜在本地系統(tǒng)之間跨越很長(zhǎng)的距離并為許多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供干線 連接光纖是一種采用玻璃作為波導(dǎo)，以光的形式將信息從一端傳送到另一端的技術(shù)。今天的低損耗玻璃光纖相對(duì)于早期開(kāi)展的傳輸介質(zhì)，幾乎不受帶寬限制并具有獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)，點(diǎn)到點(diǎn)的光學(xué)傳輸系統(tǒng)由三個(gè)根本局部構(gòu)成：產(chǎn)生光信號(hào)的光發(fā)送機(jī)、攜帶光信號(hào)的光纜和接收光信號(hào)的光接收機(jī)。光纖傳輸設(shè)備傳輸方式可簡(jiǎn)單的分成：多模光纖傳輸設(shè)備和單模光纖傳輸設(shè)備。光纜傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)與開(kāi)展形成了它的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于銅線每秒1.54MHz的速率，光纖網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速率達(dá)到了每秒2.5GB。從帶寬看，很大的優(yōu)勢(shì)是：光纖具有較大的信息容量，這意味這能夠使用

5、尺寸很小的電纜，將來(lái)就不用更新或者增強(qiáng)傳輸光纜某某號(hào)。第2章光纖傳輸語(yǔ)音電路總體設(shè)計(jì)2.1光纖傳輸語(yǔ)音電路的工作原理音頻信號(hào)最初是聲波，由發(fā)送器的電子麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。 此信號(hào)由LM358組成的 音頻放大器放大，并且借助于一個(gè)單獨(dú)的晶體管控制 LED的端電壓，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信 號(hào)。光信號(hào)送入塑料光纜。在光纜的另一端， 光信號(hào)照射到接收器的光電管上。 光電管再 將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。此信號(hào)被放大并送人揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)換為聲波。2.2光電檢測(cè)電路整體設(shè)計(jì)此電路可以通過(guò)1mn塑料光纜傳送語(yǔ)音。發(fā)射器電路板（KIT26 T）上有一個(gè)話筒和調(diào) 制LED發(fā)光的線路。LED裝在塑料殼中以便于連接F0光纜進(jìn)展發(fā)送。在

6、接收器（KIT26 R） 板上有光電接收器、揚(yáng)聲器與用于將檢測(cè)到的光信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)、放大并且轉(zhuǎn)換為聲波的電路。語(yǔ)音信號(hào)以光波形式在光纜內(nèi)傳輸、不受任何電場(chǎng)和磁場(chǎng)的影響。傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)。每個(gè)電路板需要一個(gè) 9V電池，但連續(xù)使用時(shí)建議使用整流電源。裝置中安裝有直徑1mm勺塑料光纜。此線路能很好地傳送信號(hào)通過(guò) 183m光纜。注意：這 里使用的塑料光纜不是1ym的玻璃光纜，使用玻璃光纜可以在更遠(yuǎn)的距離（約32km）內(nèi)通 信。而塑料光纜實(shí)驗(yàn)應(yīng)用十分方便，而且在電子噪聲環(huán)境中進(jìn)展短距離通信有明顯的抗干 擾效果。此電路組裝在單面印制線路。整體的流程圖如如下圖：rrL電放大F-1電光輕換光纜傳輸圖2

7、.1光電檢測(cè)電路模塊組成框圖第3章光電信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)詳解發(fā)射器電路板-ici 1.M18L05(C2PVT iwkWT 限± I光電接收器線路說(shuō)明：音頻信號(hào)最初是聲波，由發(fā)射器的電子麥克風(fēng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。此信號(hào)由 LM358組成的音頻放大器放大，并且借助于一個(gè)單獨(dú)的晶體管控制 LED的端電壓將電信號(hào) 轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。光信號(hào)送入塑料光纜。在光纜的另一端，光信號(hào)照射到接收器的光電管上。 光電管再將其轉(zhuǎn)換成為電信號(hào)。此信號(hào)被放大并送入揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)換為聲波。如果不能工作，焊接質(zhì)量差是電路不工作的最常見(jiàn)的原因。首先在明亮的光線下仔細(xì) 檢查所有焊點(diǎn)，其次查看所有元件包括 IC和電解電容器是否在PCE板

8、的正確位置。 最后，用萬(wàn)用表檢查各器件的電壓。再檢查是否正確地處理了光纜的端頭， 并且正確地插 入了發(fā)送器的LED和接收器中。第4章安裝與調(diào)試4.1元器件的選擇發(fā)射器元器件選擇：IC1選用LM358集成電路。VQ1選用BC547三極管。C1選用0.1小單體電容。VD選用IF-E96光電發(fā)射器（藍(lán)底粉紅點(diǎn)）。其他元器件如下列圖。接收器元器件選擇：VT選用IF-D93光電檢測(cè)器（黑底紅點(diǎn)）。C2 C3 CA C6均選用0.1小 單體電容。其他元器件如下列圖。4.2安裝與調(diào)試首先檢查元件，特別要確認(rèn)電阻的標(biāo)識(shí)正確。光纖FO發(fā)射器和檢測(cè)器的外觀非常 相似，檢測(cè)器安裝到接收板上，在黑色外殼上用紅色標(biāo)識(shí)；

9、發(fā)射器安裝到發(fā)送板上，在藍(lán) 色外殼上用粉紅點(diǎn)標(biāo)識(shí)。因兩個(gè)板子的元件混裝在一起，制作時(shí)要對(duì)照原理圖識(shí)別元件， 然后裝到板上。通常首先安裝高度最低的元件如電阻。電子話筒必須將引腳與連接負(fù) 極的金屬外殼相連即電路的地或 0電平。發(fā)送電路板德?tīng)朚IC上標(biāo)有-'標(biāo)記。確認(rèn) 電解電容器以正確的方向插入。為了得到最優(yōu)發(fā)送效果，要保證光纜的端面垂直，可以用 不同的平面角度來(lái)試驗(yàn)。你將發(fā)現(xiàn)LED給出的信號(hào)相當(dāng)強(qiáng)，以至于最壞的切割方式，也能 在所提供的光纜上得到好的接收效果。但要在183m以上距離的傳輸中得到好的接收效果， 光纜末端必須很好地處理。設(shè)備組裝好后將9V電源接到發(fā)送器上，此時(shí)在 LED的塑料外

10、殼上能見(jiàn)到紅色光線。如果 看不到，可能是光電發(fā)送器和接收器弄混了。 接收器連接電源后揚(yáng)聲器將發(fā)出噪聲。 調(diào)小 音量，把發(fā)射器放在靠近收音機(jī)或電視機(jī)的房間， 確認(rèn)光纜沒(méi)有死環(huán)或扭結(jié)，光纜不能彎 折得太厲害，曲率半徑要保持在 2cm以上。在接收端FO光纜的末端應(yīng)看到從發(fā)送器 送來(lái)的紅色光線在接收器的前面閃動(dòng)。 能聽(tīng)到另一個(gè)房間里由發(fā)送器拾取的聲音。 將光纜 壓入接收器，擰緊螺母，就能聽(tīng)到非常清楚的聲音。總結(jié)這是一次綜合性的課程設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)中在輸入端和接收端中采用聲音和電流的轉(zhuǎn)換， 傳輸過(guò)程中采用光纖技術(shù)傳播，光電檢測(cè)技術(shù)完美的運(yùn)用于整個(gè)設(shè)計(jì)之中， 將光信號(hào)傳輸 的益處表現(xiàn)的淋漓盡致，同時(shí)讓我更熟悉了模擬電路中電流的走向與放大增益等等過(guò)程， 讓我把各個(gè)課程的所學(xué)結(jié)合在了一起。今天，人們使用光纖系統(tǒng)承載數(shù)字電視、語(yǔ)音 和數(shù)字是很普通的一件事，在商用與工業(yè)領(lǐng)域，光纖已成為地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)。在軍事 和防御領(lǐng)域，快速傳遞大量信息是大X圍更新?lián)Q代光纖計(jì)劃的原動(dòng)力。盡管光纖仍在初期開(kāi)展階段，但總有一天光控飛行控制系統(tǒng)會(huì)用重量輕、直徑小又使用安全的光