光纤音频信号传输

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1、光纤音频信号传输实验实验目的实验原理实验步骤实验仪器注意事项实验目的（1）学习音频信号光纤传输系统的基本结构及个部件选配原则。（2）熟悉光纤传输系统中电光/光电转换器件的基本性能。（3）训练如何在音频光纤传输系统中获得较好信号传输质量。实验原理随着Internet网络时代的到来，人们对通讯的带宽、速度的要求不断提高，光纤通讯具有宽频带、高速、不受电磁干扰影响等一系列优点，正在得到不断发展。音频信号光纤传输实验就是让学生了解信号光纤传输的基本原理。实验原理光纤传输系统，一般由三部分组成：光信号发送端；用于传送光信号的光纤；光信

2、号接收端。光信号发送端的功能是将待传输的电信号经电光转换器件转换为光信号，目前，发送端电光转换器件一般采用发光二极管或半导体激光管。发光二极管的输出光功率较小，信号调制速率相对低，但价格便宜，其输出光功率与驱动电流在一定范围内基本上呈线性关系，比较适宜于短距离、低速、模拟信号的传输。激光二极管输出功率大，信号调制速度高，但价格较高，适宜于远距离、高速、数字信号的传输。光纤的功能是将发送端光信号以尽可能小的衰减和失真传送到光信号接收端，目前光纤一般采用在近红外波段0.84μm、1.31μm、1.55μm有良好透过率的多模或单模

3、石英光纤。光信号接收端的功能是将光信号经光电转换器件还原为相应的电信号，光电转换器件一般采用半导体光电二极管或雪崩光电二极管。组成光纤传输系统光源的发光波长必须与传输光纤呈现低损耗窗口的波段、光电检测器件的峰值响应波段匹配。本实验发送端电光转换器件采用中心发光波长为0.84μm的高亮度近红外半导体发光二极管，传输光纤采用多模石英光纤，接收端光电转换器件采用峰值响应波长为0.8～0.9μm的硅光二极管。实验步骤系统的频响特性：不同的系统对不同频率的信号的敏感性不同。称为系统的频响。在信号传输系统中，当用相同强度（即信号的振幅相

4、同）不同频率的信号输入时，传输后输出信号的强度（即信号的振幅）随信号的频率不同而变化。当在某一频率下输出信号的强度是最大输出强度的一半（即振幅为最大振幅的（1/2）1/2 ），该频率称为截止频率。对应频率较高的截止频率称为高频截止频率，频率较低的截止频率称为低频截止频率。频率在低频截止频率与高频截止频率之间的信号在系统中能得到较好的传输，而在此频率范围之外的信号在系统中传输较为困难。下图简单画出在相同强度的输入信号下，输出信号的振幅与信号频率之间的关系曲线。AA 02A 20 v实验步骤１．光纤传输系统静态电光/光电传输特性

5、测定打开仪器电源，面板上两个三位半数字表头分别显示发送光驱动强度和接收光强度。调节发送光强度电位器，每隔200单位（相当于改变发光管驱动电流2mA）数据与接收光强度数据，在方格纸上绘制静态电光/光电传输特性曲线。２．光纤传输系统频响的测定将输入选择开关打向“外”，将信号发生器输出的正弦波连到示波器接口上，将双踪示波器的通道1和通道2分别接到输入正弦信号和光接收端音频信号输出，保持输入信号的幅度不变，调节信号发生器频率，记录信号变化时输出端信号幅度的变化，分别测定系统的低频和高频截止频率。３．LED偏置电流与无失真最大信号调制

6、幅度关系测定将从信号发生器输入的正弦波频率设定在1khz ,音频幅度调节电位器置于最大位置，然后在LED偏置电流为5、10 mA两种情况下，调节信号源输出幅度，使其从零开始增加，同时在接收端信号输出处观察波型变化，直到波型出现截止现象时，记录下电压波型的峰—峰值，由此确定LED在不同偏置电流下光功率的最大调制幅度。实验步骤4．多种波型光纤传输实验分别将方波信号和三角波信号输入音频接口，改变输入频率，从接收端观察输出波型变化、失真情况，在数字光纤传输系统中往往采用脉冲波来传输数字信号。5．音频信号光纤传输实验将输入选择打向“内

7、”，调节发送光强度电位器改变发送端LED的静态偏置电流，按下内音频信号触发按钮，观察在接收端听到的语音片音乐声。考察当LED的静态偏置电流小于多少时，音频传输产生明显失真，分析原因，并同时在示波器中分析观察语音信号波型变化情况。实验仪器TKGT—1型音频信号光纤传输实验仪，信号发生器，双踪示波器。注意事项