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《實驗四 模擬信號光纖傳輸系統(tǒng)實驗》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、實驗四模擬信號光纖傳輸系統(tǒng)實驗一、實驗目的1、了解發(fā)送光端機的發(fā)光管特性；2、掌握如何在光纖信道中高性能傳輸模擬信號；3、掌握發(fā)送光端機中傳輸模擬信號驅動電路的設計；4、了解光檢測器的原理；5、光接收機的組成；二、預備知識1、光端機發(fā)光管特性；2、信道的非線性；3、光電轉換特性；4、弱信號檢測；三、實驗儀器1、ZH5002(II)型“光纖發(fā)送模塊”、“光纖接收模塊”一套；2、20MHz示波器一臺；3、低頻信號源一臺；4、光功率計一臺；四、實驗原理1、模擬光纖傳輸系統(tǒng)的主要技術指標：模擬光纖傳輸系統(tǒng)有兩個關鍵性的質量指標：（1）信噪比S/N（2）信道線性度（非線性失真
2、度）信噪比S/N與信道線性度分別表達噪聲大小和線性好壞，這兩個指標的數值依據傳輸的實際用途而定。一般地說高質量的電視傳輸（例如演播室圖象傳輸）要求信噪比S/N達到56dB，差分增益ΔG=0.3dB（差分增益是用于表示在不同輸入信號電平上所引起增益的差值，即通道的線性度）。對于數字載波傳輸系統(tǒng)（模擬信號傳輸），所需信噪比S/N和通道線性度一般比這要求低，可根據實際系統(tǒng)指標的分配決定。2、模擬光纖傳輸系統(tǒng)的噪聲來源噪聲問題是模擬光纖系統(tǒng)最重要的問題之一，系統(tǒng)的任何組成部分包括有源部件和無源部件都可產生噪聲，并疊加在傳輸信號之上。在模擬傳輸系統(tǒng)中，主要由光發(fā)射機、傳輸光纖
3、、光接收機和各類連接器所組成。在光接收機中光檢測器又由光檢二極管和前置放大器組成。模擬光纖傳輸鏈路中的噪聲主要來源于以下幾個方面：（1）光發(fā)射機中激光器光強的漲落,即相對強度噪聲。在模擬光纖系統(tǒng)中，激光器的直流偏置點是置于線性范圍的中間，即在高于激光器閥值電流Ith的某一電流I處。相對強度噪聲隨著激光器的偏置不同而變化，在閥值附近，其達到最大，隨著偏置增加，即激光器輸出功率增加，其會下降。相對強度噪聲和激光器的工作頻率亦有關系，一般在低頻時較小，而在高頻時相對強度噪聲則明顯增加。（2）由光纖鏈路中光纖連接器（活接頭）、固定連接點（死接頭）、光纖耦合端面產生反射光以及
4、光纖內部缺陷多次反射（瑞利散射）進入激光器腔內引起干涉強度噪聲。（3）光接收機中光檢測二極管產生的量子噪聲。（4）光接收機中光檢測器前置放大器產生的熱噪聲。3、模擬光纖傳輸系統(tǒng)的信號失真模擬光纖傳輸系統(tǒng)中非線性失真包括以下幾個方面：（1）激光器進行調制用的驅動放大器失真；（2）激光器調制非線性失真（附加頻率調制）；（3）光纖色散（含光纖傳輸中的多個分路器、連接器等）引起的非線性失真（與二次失真相似）；（4）光接收機的光檢測二極管光電變換的非線性和接收機內放大器引起的失真等。在以上因素中，光發(fā)射機中激光器調制特性和光纖色散效應是非線性失真的主要原因。4、激光器電－光特
5、性的非線性激光器的非線性很大程度上展現在激光器輸出光功率（P）和注入電流（I）的關系，即激光器的P-I曲線上。要使系統(tǒng)有好的傳輸特性，選擇P-I曲線線性好的激光器件是很重要的。從激光器的P-I特性曲線可看出，在超過門限電流Ith以后，光輸出相對于電流是直線增加，但有逐漸達到飽和的傾向，激光器的工作就是利用這一直線段，一般把偏置電流設定于這直線段的中部，利用信號電流進行光強度調制，所以其線性（直線的程度）就顯得極為重要。這段直線的傾斜度，即表示驅動電流變化引起光強度變化的比例，也稱為微分效率，以mW/mA為單位表示，它相當于調制時的調制靈敏度，若離開直線段，就會產生失
6、真。即使在類似直線段內，但只要稍有彎曲，在已調制的光輸出信號中，就包含有失真成分。在光纖發(fā)送模塊中，當光纖傳輸模塊需設定為模擬傳輸方式時，KX01置成2-3狀態(tài)（將跳線器KX01設置在右邊）。在模擬信號光纖傳輸中，由于對線性度具有一定的要求，因而對發(fā)光管的偏置及發(fā)送信號的大小均有要求。這在電路中通過調整電位器WX01、WX02來實現的。T303為模擬輸入信號的緩沖放大，在輸入模擬信號為2Vpp時，調整電位器WX01使TPX03處的電壓為0.3Vp-p。電位器WX02是調整發(fā)光管的直流偏置狀態(tài)，一般調到TPX04、TPX05兩端的直流為0.3V。一、實驗步驟1、將ZH
7、5002(II)型“光纖發(fā)送模塊”設置成模擬傳輸方式，即跳線器KX01設置在2-3位置。2、在TPX01（信號）、TP（地）加入由信號發(fā)生器產生的一測試正弦信號，信號電平為2Vp-p，信號頻率為1000Hz。3、將光纖尾纖與光收發(fā)模塊相連，一頭接HFBR－1414T（TX），另一頭接HFBR－2416T（RX），在插入時應注意注意方向，不要太過使勁。4、在ZH5002(II)實驗模塊中，將該模塊插入ZH5002實驗箱5B6B模塊的雙排針座JB01中，主要通過該雙排針對ZH5002(II)實驗模塊進行+5V電源的供電。加電。5、發(fā)光管電光轉換特性測量：斷開輸入測試
