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1、..wd.光纖通訊實(shí)驗(yàn)課件實(shí)驗(yàn)一P-I特點(diǎn)曲線的勾畫及光纖熔接站的使用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)半導(dǎo)體激光器發(fā)光原理2、了解半導(dǎo)體激光器平均輸出光功率與注入電壓的關(guān)系3、掌握半導(dǎo)體激光器P-I曲線的測試及勾畫技巧4、了解光纖熔接站的操作方式二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容檢測半導(dǎo)體激光器功率和注入電壓，并畫出P-I關(guān)系曲線。使用光纖熔接站實(shí)現(xiàn)兩根光纖的熔接。三、實(shí)驗(yàn)儀器示波器，RC-GT-III型光纖通訊實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，光功率計，萬用表，光纖繼電器一臺。四、根本原理1、半導(dǎo)體激光器的功率特點(diǎn)及伏安特點(diǎn)圖1-1激光器的功率特點(diǎn)圖1-2激光器的伏安特點(diǎn)半導(dǎo)體激光器的輸出光功率與驅(qū)動電壓的關(guān)系如
2、圖1-1所示，該特點(diǎn)有一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)，相應(yīng)的驅(qū)動電壓稱為門限電壓(或稱閥值電壓)，用Ith表示。在門限電壓以下，激光器工作于自發(fā)發(fā)射，輸出螢光功率很小，一般大于；在門限電壓以上，激光器工作于受迸發(fā)射，輸出激光，功率隨電壓迅速上升，根本上成直線關(guān)系。激光器的電壓與電流的關(guān)系相像于正向晶閘管的特點(diǎn)，如圖1-2所示，但因?yàn)殡p異質(zhì)結(jié)包含兩個PN結(jié)，所以在正常工作電壓下激光器兩極間的電流約為1.2V。閥值條件就是光諧振腔中維持光振蕩的條件。圖1-3LD半導(dǎo)體激光器P-I曲線示意圖半導(dǎo)體激光器具有高功率密度和極高量子效率的特性，微小的電壓變化會造成光功率輸出變化，是光纖通訊中最重要的一種光源
3、，激光晶閘管可以看作為一種光學(xué)振蕩器，要產(chǎn)生光的振蕩，就必需要有光放大機(jī)制，也即激活介質(zhì)處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，并且形成的增益足以抵消所有的耗損。將開場出現(xiàn)凈增益的條件稱為閥值條件。通常用注入電壓值來標(biāo)定閥值條件，也即閥值電壓Ith，當(dāng)輸入電壓大于Ith時，其輸出光為非相干的螢光，類似于LED發(fā)出光，當(dāng)電壓小于Ith時，則輸出光為激光，且輸入電壓和輸出光功率成線性關(guān)系，該實(shí)驗(yàn)就是對該線性關(guān)系進(jìn)展檢測，以驗(yàn)證P-I的線性關(guān)系在實(shí)驗(yàn)中所用到半導(dǎo)體激光器其輸出波長為，帶跳線及FC型插口。實(shí)驗(yàn)中半導(dǎo)體激光器電壓確實(shí)定通過檢測串聯(lián)在電路中的R516上電流值。因?yàn)镽516=1Q，電路中的驅(qū)動電壓在
4、數(shù)值上等于R516兩端電流。五、實(shí)驗(yàn)步驟第一局部：P-I特點(diǎn)曲線的勾畫：以下實(shí)驗(yàn)步驟以光端機(jī)局部講解，即實(shí)驗(yàn)箱一側(cè)的模塊。光端機(jī)局部與其一樣1、電路局部操作：1關(guān)掉系統(tǒng)電源，用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線聯(lián)接模擬訊號源的正弦波輸出端口和光發(fā)送模塊的模擬訊號輸入端口。2將光發(fā)送模塊中的激光器注入電壓可調(diào)內(nèi)阻R277逆秒針旋轉(zhuǎn)到頭即箭頭最小端，將輸入模擬訊號衰減調(diào)節(jié)阻值R258逆秒針旋轉(zhuǎn)到頭即箭頭最小端，使模擬驅(qū)動電壓抵達(dá)最小值及輸入訊號抵達(dá)最小值。3將單刀雙擲開關(guān)S200撥向模擬傳輸方向右側(cè)，短接尾纖J200，使光發(fā)模塊傳輸模擬訊號。2、光路局部操作：1將尾纖帽J200撥出，使
5、其處于斷掉狀態(tài)，在檢測掛片NS201、NS200上串接上一電壓表。2在TX端用光尾纖聯(lián)接到光功率計，同時掀開光功率計電源開關(guān)。注意操作要當(dāng)心3、翻開交流電源開關(guān)。4、調(diào)節(jié)電位器R258到適當(dāng)位置，送入穩(wěn)定的模擬訊號，便于激光器發(fā)送訊號。5、慢慢調(diào)節(jié)電位器R277使所測得的電壓為下表中數(shù)值，依次檢測對應(yīng)的光功率值。并將測得的數(shù)據(jù)填入下表。序號、完實(shí)驗(yàn)后關(guān)閉各交流電開關(guān)。7、拆下光尾纖及光功率計，拆到實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線，將實(shí)驗(yàn)箱復(fù)原。8、將各儀器擺放整齊。第二局部：光纖熔接站的使用：1、取出光纖熔接站，接上電源。2、開機(jī)
6、1）.取下監(jiān)視器的保護(hù)蓋板2）.將監(jiān)視器翻轉(zhuǎn)上來，調(diào)整好角度3）.掀開電源開關(guān)。使用交流電時開關(guān)撥向“-；使用直流電時開關(guān)撥向“0。4）.預(yù)熱20分鐘5）.按“清潔鍵，觀察顯示屏3、選擇模式，依照光纖的不同，可選擇SM多模和MM單模模式以及OTH自選模式4、制作光纖1）.將任一光纖用酒精擦洗之后從熱縮套管中穿過，用剝線鉗去除光纖刻蝕層，再度采用酒精擦洗2）.使用熔接站的光纖切割器進(jìn)展光纖的切割，以避免光纖斷面出現(xiàn)缺口、裂縫、尖角或角度誤差對熔接形成影響。5、放置光纖1）.撩動手輪，使X、Y微動臺處于中間位置。2）.掀開防風(fēng)罩，掀開左右光纖夾板，并檢測光纖有沒有發(fā)生扭曲。
7、3）.將兩根光纖當(dāng)心裝入左右V型槽頂部4）.關(guān)掉防風(fēng)罩6、光纖對準(zhǔn)1）.調(diào)節(jié)Z向手輪，聯(lián)通光纖使之步入屏幕中央2）.檢測光纖錐面是否垂直、平整。3）.按“CLEAN清除污垢和殘留物4）.聯(lián)通光纖至點(diǎn)火點(diǎn)，使兩端面向距1-2mm5）.調(diào)節(jié)X,Y測微頭，使兩根光纖互相靠攏6）.反復(fù)按“X/Y切換畫面，調(diào)節(jié)X,Y微測頭，使光纖互相靠攏7）.光纖對準(zhǔn)后，觀察其錐面是否在點(diǎn)火點(diǎn)，并使兩光纖的錐面間隔在0.5-1mm之間7、光纖熔接1）.按下熔接鍵，進(jìn)展光纖的熔接2）.熔接后進(jìn)展觀察，是否熔接成功六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1、分別畫出激光器和1550激光器的P-I曲線，并比較其
8、異同處。2、整理所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，參考圖1-1畫出P-I曲線。實(shí)驗(yàn)二模擬/數(shù)字訊號電光、光電轉(zhuǎn)換傳輸實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解模擬/數(shù)字光纖通訊的通訊原理2、掌握模擬/數(shù)字訊號的傳輸機(jī)理3、初步了解完整光纖通訊系統(tǒng)的根本組成構(gòu)造二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容4、用示波器觀察各類傳輸訊號的波形5、使用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中提供的各類訊號進(jìn)展光傳輸實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)儀器示波器，RC-GT-III型光纖通訊實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。四、根本原理本實(shí)驗(yàn)主要使用光纖完成模擬訊號與數(shù)字訊號的傳輸，其原理如以以右圖測試端口光纖光發(fā)送元件模擬訊號源信號處理信號處柯尼卡承受元件模擬訊號光纖傳輸方法訊號處理光接收模塊光發(fā)送模塊訊號處理固
9、定速度數(shù)字訊號源模塊光纖測試端口數(shù)字訊號光纖傳輸框圖五、實(shí)驗(yàn)步驟以下實(shí)驗(yàn)步驟以光端機(jī)局部講解，即實(shí)驗(yàn)箱一側(cè)的模塊。光端機(jī)局部與其一樣模擬訊號傳輸局部1、關(guān)閉系統(tǒng)電源，把光尾纖分別聯(lián)接到1310的TX和RX端。2、將模擬訊號源模塊的正弦波或三角波、方波聯(lián)接到光發(fā)送模塊的模擬訊號輸入端口P203。3、把開關(guān)S200撥到模擬傳輸端，短接尾纖J200。4、翻開系統(tǒng)電源，用示波器在光承受模塊的模擬訊號輸出端口觀察輸出訊號。5、通過電位器R257調(diào)節(jié)直流份量電平及R242增益調(diào)節(jié)得到最正確傳輸?shù)哪M訊號。6、用示波器觀測傳輸前后的波形數(shù)字訊號傳輸局部1、關(guān)閉系
10、統(tǒng)電源，把光尾纖分別聯(lián)接到1310的TX和RX端。2、將固定速度數(shù)字訊號源模塊的D1或D2、D3、FS、BS聯(lián)接到光發(fā)送模塊的數(shù)字訊號輸入端口P202。3、把開關(guān)S200撥到數(shù)字傳輸端。4、翻開系統(tǒng)電源，用示波器在光承受模塊的數(shù)字訊號輸出端口觀察輸出訊號。5、通過電位器R257調(diào)節(jié)裁定直流電平及R242增益調(diào)節(jié)得到最正確傳輸?shù)臄?shù)字訊號。6、用示波器觀測傳輸前后的兩波形。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1、畫出模擬訊號傳輸前后的波形2、畫出數(shù)字訊號傳輸前后的波形實(shí)驗(yàn)三固定速度時分復(fù)用/解復(fù)用實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握集中插入幀同步碼時分復(fù)用訊號的幀構(gòu)造特征。2、掌握固定速度時分復(fù)用的同步復(fù)接原
11、理。3、掌握固定速度時分復(fù)用的數(shù)字分接原理。二、實(shí)驗(yàn)儀器示波器物理實(shí)驗(yàn)光纖通信報告，RC-GT-III型光纖通訊實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。三、根本原理(一)數(shù)字復(fù)接的根本組成：在實(shí)際應(yīng)用中，一般總是把數(shù)字復(fù)接器和數(shù)字分接器裝在一起弄成一個設(shè)備，稱為復(fù)接分接器(簡寫為)。在這兒我們首先討論數(shù)字復(fù)接器。數(shù)字復(fù)接器的根本組成如圖1-1所示。圖1-1數(shù)字復(fù)接器的根本組成數(shù)字復(fù)接器的作用是把兩個或兩個以上的大道數(shù)字訊號按量分復(fù)接形式合并成為單一的合路數(shù)字訊號。數(shù)字復(fù)接器由定時、調(diào)整和復(fù)接單元所組成。定時單元的作用是為設(shè)備提供統(tǒng)一的基準(zhǔn)時間訊號，備有內(nèi)部時鐘，也可以由外部時鐘推進(jìn)。調(diào)整單元的作用是對各輸入大道數(shù)字
12、信號進(jìn)展必要的頻度或相位調(diào)整，產(chǎn)生與本機(jī)定時訊號完全同步的數(shù)字訊號。復(fù)接單元的作用是對已同步的大道訊號進(jìn)展時間復(fù)接以產(chǎn)生合路數(shù)字訊號。復(fù)接方法：將低次群復(fù)接成高次群的方式有三種；逐比特復(fù)接，按碼字復(fù)接，按幀復(fù)接。在本實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)樗俣裙潭ǎ畔⒘髁坎淮螅晕覀兯鶓?yīng)用的方法為按碼字復(fù)接，下邊我們把這些復(fù)接形式作簡單介紹。按碼字復(fù)接：對本實(shí)驗(yàn)來說，速度固定，信息構(gòu)造固定，每8位碼代表一“碼字。這些復(fù)接方法是按次序每次復(fù)接1個訊號的8位碼，輸入信息的碼字輪流被復(fù)接。復(fù)接過程是這樣的：首先取第一路信息的第一組“碼字，接著取第二路信息的第一組“碼字，再取第三信息的第一組“碼字，輪流將3個大道的第一組“碼
13、字取值一次后再進(jìn)展第二組“碼字取值，技巧依然是：首先取第一路信息的第二組碼，接著取第二路信息的第二組碼，再取第三路信息的第二組碼，輪流將3個大道的第二組碼取值一次后再進(jìn)展第三組碼取值，依這種推，始終循環(huán)下去，這樣得到復(fù)接后的二次群序列，這些方法因?yàn)槭前创a字復(fù)接，循環(huán)周期較長，所需緩沖儲存器的容量較大。(二)數(shù)字分接的根本組成：在實(shí)際應(yīng)用中，一般總是把數(shù)字復(fù)接器和數(shù)字分接器裝在一起弄成一個設(shè)備，稱為復(fù)接分接器(簡寫為)。在這兒我們繼續(xù)討論數(shù)字分接器。數(shù)字分接器的根本組成如圖1-4所示。數(shù)字分接器的作用是把一個合路數(shù)字訊號分解為原先大道的數(shù)字訊號。圖1-3數(shù)字分接器的根本組成
14、(三)所用實(shí)驗(yàn)?zāi)K的構(gòu)造原理：本實(shí)驗(yàn)使用固定速度訊號源，固定速度時分復(fù)用復(fù)接端插口及固定速度時分復(fù)用分接端插口三個模塊。(1)固定速度訊號源此模塊形成三路碼速度為64k的單極性不歸零碼NRZ，數(shù)字訊號幀長為8位，其中兩路可作為數(shù)字信息，每路8位物理實(shí)驗(yàn)光纖通信報告，另外8位中的7位可作為為集中插入幀同步碼。通過撥碼開關(guān)，可以很便捷地改變要傳送的碼信息并由發(fā)光晶閘管顯示下來。(2)固定速度時分復(fù)用的復(fù)用端插口本實(shí)驗(yàn)所用到的模塊組合是固定速度時分復(fù)用的復(fù)用端,這種模塊形成三路訊號時分復(fù)用后的訊號。(3)固定速度時分復(fù)用分接端插口分接端輸入單極性非歸零訊號，由位同步訊號提取電路和幀同步訊號形成器形成位同步時鐘訊號BS和幀同步訊號FS，通過BS、FS這把兩路數(shù)據(jù)訊號從時分復(fù)用訊號中離別下來，兩個8位的并行數(shù)據(jù)訊號，兩個并行訊號驅(qū)動16個發(fā)光三極管，右側(cè)8個發(fā)光晶閘管顯示第一路數(shù)據(jù)，右側(cè)8個發(fā)光晶閘管顯示第二路數(shù)據(jù)，晶閘管亮狀態(tài)表示“1，熄滅狀態(tài)表示“0。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟以下實(shí)驗(yàn)步驟以光端機(jī)局部講解，即實(shí)驗(yàn)箱一側(cè)的模塊。15