模拟信号光纤传输实验

贵州大学实验报告

学 院： 大数据与信息工程学院 专 业：电子信息工程 班级：电信131 姓名 实验时间 实验项目名称 实验目的 实验根据老师讲的知识要点，结合书上步骤，观察信号的波形。 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 2016.7 学号 指导教师 彭建 实验组 成绩 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、FC-FC单模光跳线 4、850nm光发端机和光收端机（可选） 5、ST/PC-ST/PC多模光跳线（可选） 6、连接导线 1台 1台 1根 1套 1根 7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。 3、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“模拟”，将开关BM2拨为2341310nm,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。 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，分别骤 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，将实验箱还原。 1T10 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 实验数据 图1：TP10 图2：TP114 图3：探头同时测量TP108和TP114的波形 图4：三角波信号的调制过程 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，同时了解了LD模拟信号调制和LED模拟信号调制的一般过程。 指导教师意见 签名： 年 月 日