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光調製與接收

文章出處: 責任編輯:www.cheerdoll.com 發表時間:2014-11-20

光調製與接收

一、實驗目的

1. 了解光纖的基本性質和光通信係統的主要構成;
2. 了解光纖通信中的光收發原理;
3. 掌握電光變換原理;
4. 了解檢測器的光電變換原理。

二、實驗設備

1. THKGT-2型多媒體光纖通信傳輸實驗儀一台;
2. 20MHz示波器一台;
3. 一號導線一根;
4. 一字螺絲刀一把。

三、實驗原理

1.光纖通信是以光為載波、以光纖作為傳輸介質的一種信息傳輸方式。現在,光纖通信正在並將越來越成為重要的通信手段。圖2-1是一個光纖通信係統的簡單組成示意圖。
 
圖2-1  光纖通信係統組成示意圖
基本的光纖通信係統工作原理如圖2-2所示,它包括發射機、接收機和一根光纖傳輸線。發射機把待傳輸的電信號轉換為光信號,接收機把光信號轉換為原來的電信號,光纖傳輸線把發射機發出的光傳送到接收機。
 
圖2-2  基本光纖係統
2. 光傳送包括光發送和光接受兩部分。激光器采用agilent公司的光收發器件HFBR—1414T和HFBR-2416T。其中HFBR-1414T為光發射器,HFBR-2416T為光接收器.。光纖采用62.5/125μm的玻璃光纖。
光纖有三個低耗傳輸窗口,在圖2-3中標出了這三個常用的低耗傳輸窗口。其中,850nm附近的窗口為最早使用的,1330nm和1550nm為現在常用的波長。在實驗中蜜桃在线免费观看使用了850nm這個窗。
光調製與接收 
圖2-3  光纖的三個低損耗窗口
3.光發送模塊
HFBR—1414T,是一種GaA1As激光器,自帶驅動電路,工作波長820nm,
⑴ 工作參數
HFBR-1414T為高性能的半導體通信光源,其具體參數如表2-1所示。
表2-1
參數 符號 最小值 典型值 單位 測試條件
正向電壓 VF 1.48 1.70 2.09 V IF=60mA dc
  1.84     IF=100mA  dc
正向電壓溫度係數 △VF/△T   -0.22   mV/℃ IF=60mA dc
  -0.18     IF=100mA dc
反向輸入電壓 VBR 1.8 3.8   V IF=100μA dc
中心波長 λp 792 820 865 nm  
結電容 CT   55   pf V=0,f=1MHz
光功率
溫度係數
△PT/△T   -0.006   dB/℃ I=60mA dc
  -0.010     I=100mA dc
熱阻 θJA   260   ℃/W  
⑵ 內部電路
HFBR-1414T的內部電路如圖2-4所示。
 
圖2-4   HFBR-1414T的內部電路圖
⑶ 模塊的幾何尺寸及管腳分布
模塊的幾何尺寸及管腳分布如圖2-5所示。
 
圖2-5   HFBR-1414T的幾何尺寸及管腳分布圖
4.光檢測模塊
HFBR—2416T為光接收器。它包括一個PIN管和一個放大器。它接收光纖傳來的光信號並把它轉換為模擬的電信號送出去。
⑴ 工作參數
HFBR-2416為高性能的光檢測模塊,其輸出為微弱的模擬信號,必須進行低噪聲放大,才能送到後續電路進行處理。其具體參數見表2-2所示。
 
表2-2
參數 符號 最小值 典型值 單位 測試條件
響應度 RP 5.3 7 9.6 mV/μW λp=820nm,50MHz
4.5   11.5 mV/μW λp=820nm,50MHz
均方輸出
噪聲電壓
VNO   0.40 0.59 mV 濾波帶寬,75MHz
PR=0μW
  0.70 mV 無濾波PR=0μW
輸入噪聲功率
(RMS)
PN   -43.0 -41.4 dBm 濾波帶寬75MHz
  0.050 0.065 μW
參數 符號 最小值 典型值 單位 測試條件
峰值輸入
光功率
PR     -7.6 dBm pk TA=25℃
    175 μW pk
    -8.2 dBm pk  
    150 μW pk
輸出阻抗 Zo   30   Ω 測試頻率=50MHz
直流電壓輸出 Vodc -4.2 -3.1 -2.4 V PR=0μW
工作電流 IEE   9 15 mA RLOAD=510Ω
等效N.A. NA   0.35      
有效直徑 D   324   μm  
⑵ 內部電路
光收端機模塊HFBR-2416的內部電路如圖2-6所示。
 
圖2-6  光收端機HFBR-2416的內部電路圖
⑶ 模塊的幾何尺寸及管腳分布
模塊的幾何尺寸及管腳分布如圖2-7所示。
 
圖2-7  光收端機HFBR-2416的幾何尺寸及管腳分布圖

四、實驗內容與步驟

1. 實驗箱上電;
2. 模擬信號發生模塊的K41撥到SIN端,用示波器CH1通道觀察正弦波輸出端SIN_TRAN的波形,調節正弦波的輸出幅度和頻率,使輸出正弦波幅度為1Vp-p,頻率為1KHz;
3. 用一號導線連接SIN_TRAN與光發送模塊的INPUT輸入端,調節輸入幅度調節電位器RW1和偏置電流調節電位器RW2,並用一字螺絲刀調節RW3、RW4電位器,用示波器CH2通道觀察OUTPUT1、 OUTPUT4輸出端波形;
4. 用雙蹤示波器觀察SIN_TRAN和OUTPUT4的正弦波的光纖傳輸,調節正弦波的輸出幅度和頻率,觀察波形的變化情況;
5. 實驗完畢,關閉所有電源,拆除所有實驗連接線,整理實驗箱。

五、實驗報告

1. 整理實驗記錄,畫出相應的信號波形。
2. 分析電路的工作原理,說明其工作過程。
 

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