音频信号光纤传输技术

陈国杰Email：[e-mail]音频信号光纤传输技术一、实验目的•了解音频信号光纤传输系统的结构•熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及主要特性的测试方法•学习音频信号光纤传输系统的调试技能音频信号光波调幅发送光接收解调音频信号光纤二、实验原理光纤:常用光纤是由各种导光材料做成的纤维丝，有石英光纤、玻璃光纤和塑料光纤等多种。动画光纤结构:分两层,内层为纤芯，外层称包层，芯的折射率略大于包层，利用光在内芯的折射或在芯与包层界面上的全反射实现光的传播。光波可通过全反射从光纤的一端传输到另一端。～信号源w2RbELED+BG1SPD＋－---Rf功放电路光电转换及I/V变换电路传输光纤光信号发送器光信号接收器2.系统的组成要保证接收信号与发送信号一样(不失真)，要求各种传输变换（光/电和电/光）都必须是线性变换。对于语音信号，频谱在300—3400Hz范围.整个系统的幅频特性主要决定于发送器和接收器。2.LED的电光特性•LED作用：电/光转换IDP电光特性曲线IDP•LED的发光中心波长选择要与光纤的低损耗传输波长以及SPD的峰值响应波长相适应。•光纤通信常用LED的发光中心波长为：0.85μm、1.3μm、1.6μm.•本实验采用中心波长0.85μm的CaAs半导体发光二极管.•LED的出纤光功率Po与驱动电流ID的关系称为电光特性（Po-ID）。PID.2.LED的偏置电流与失真•LED为非线性元件。为避免失真，LED的偏置电流要合适。图5-31-3LED信号调制输出最大调制幅度光功率P0ID-P0曲线偏置电流ID偏置电流过大，出现饱和失真偏置电流过小，出现截止失真LED无失真时的调制输出信号无失真时的偏置电流It时间动画•偏置电流ID太大，饱和失真；ID太小，截止失真。•偏置电流一般在曲线中点。3.LED的驱动及调制电路•驱动电路：BG1放大器。光波调制光波LED的驱动和调制电路～+＋－---Rew2Rb+EcLEDBG1+mAR1R4C4C1C2w1R2R3C3IC14.7mF2000pF30kW30kW1kW1kW传输光纤+•W1：调节音频信号的幅度。W2：调节LED偏置电流在0～80mA变化。4.光信号接收器•SPD响应度R：0.25～0.5mA/mW。•光电转换电路的输出电压：VO=IORf.00PIR光信号接收器的电路原理图IC2IC3三．实验仪器YOF-B型音频信号光纤传输技术实验仪；低频函数信号发生器；双踪示波器；数字万用表；小型便携式收录机；外接小音箱；信号线﹑导线若干。光纤光探头四、实验内容1．LED的电光转换特性的测定•绘出LED电光特性P0－ID曲线•调节W1,LED偏置电流ID从0.00mA～22.00mA，步长2.00mA。w2四、实验内容2.LED偏置电流与输出波形无失真最大调制幅度关系的测定EERbW2光电转换及I/U变换电路-+IC2RfVo信号源i放大W1示波器•用低频函数信号发生器作信号源（频率为1KHz的正弦波），在LED偏置电流为20mA﹑30mA﹑40mA等各种情况下，调节函数信号发生器输出幅度旋钮，用示波器测量无畸变时最大调制幅度V0pp。四、实验内容•3.硅光电二极管光电特性及响应度的测定LED偏置电流ID(mA)不输入音频信号时P0(mW)不输入音频信号时V0(mV)缓增音频信号，信号刚失真U0pp(mV)数据记录表格（参考）LED偏置电流I从0.00mA～22.00mA，步长2.00mA,用示波器（或数字毫电压）测光电转换输出电压Vo。四、实验内容4.语音信号的传输•开启随身听，在保持偏置电流不大于50mA的情况下，根据实验情况适当调节发送器一侧的输入信号幅度、LED的偏置电流或接收器前面板的“功放增益调节（wnf）”旋钮。观察其产生的效果，并用示波器观察输入和输出波形的变化。四、注意事项1.实验前，电位器W1和W2逆时针旋到最小。2.未加入交流信号时，LED的直流偏置电流最大不超过50mA。3.加入交流信号时，W1由最小开始调节。要保证信号峰峰值小于20mV，否则烧毁实验器件。4.光滩头已处于最佳位置，不要调节。5.光纤不能用力拉，容易断。6.实验完毕，其他连线不要拆。五、思考题预习思考题:教材1,2题课后思考题:教材1,2题