光調制與接收
光調制與接收
一、實驗目的
1． 了解光纖的基本性質和光通信系統的主要構成；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臺；2． 20MHz示波器一臺；
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?，F在，光纖通信正在并將越來越成為重要的通信手段。圖2-1是一個光纖通信系統的簡單組成示意圖。
圖2-1 光纖通信系統組成示意圖
基本的光纖通信系統工作原理如圖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 基本光纖系統
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。在實驗中我們使用了850nm這個窗。
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 | 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 | |||||
| 正向電壓溫度系數 | △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 溫度系數 |
△PT/△T | -0.006 | dB/℃ | I=60mA dc | ||
| -0.010 | I=100mA dc | |||||
| 熱阻 | θJA | 260 | ℃/W |
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并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，才能送到后續電路進行處理。其具體參數見表2-2所示。
表2-2
| 參數 | 符號 | 最小值 | 典型值 | 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 | 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 |
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，并用一字螺絲刀調節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。
相關信息