发布时间 : 星期日 文章音频信号光纤传输技术实验讲义20150918更新完毕开始阅读
长与被测光电二极管的峰值响应波长很接近的GaAs半导体发光二极管。其光功
图10 光电二极管反向伏安特性的测定
率由光导纤维输出。由IC1为主构成的电路是一个电流—电压变换电路，它的作用是把流过光电二极管的光电流I转换成由IC1输出端C点的输出电压Vo，它与光电流成正比。整个测试电路的工作原理如下：由于IC1的反相输入端具有很大的输入阻抗，光电二极管受光照时产生的光电流几乎全部流过Rf并在其上产生电压降V c b =R f I 。另外，又因IC1具有很高的开环电压增益，反相输入端具有与同相输入端相同的地电位，故IC1的输出电压
Vo=I Rf （8） 已知R f后，就可根据上式由V o计算出相应的光电流I。
进行这项实验时需用发送器、接收器和数字万用表。三者的连接如图11所示。
图11 SPD反向伏安特性的测定
9
3． 用两端均为单声道插头的电缆连接线把光纤信道内的光源器件LED接入
发送器前面板的“LED插孔”中；
4． 把SPD光电探头一端插入光纤信道出光端的插座内，另一端的两个红、黑
香蕉插头插入接收器的“SPD”插孔内，红与红对应，黑与绿对应； 5． 用具有香蕉插头的导线，把接收器面板上I-V变换电路的输出端接至接收
器面板上直流电压表的“电压输入”插孔。
说明：图中Rf电阻的阻值为100KΩ。电压测量请勿接到功放输出。 操作与测定：
1、 调节发送器面板上的“偏流调节”使直流毫安表的读数为零。并把光纤信道
的SPD探头先接入发送器面板上光功率指示器“SPD插孔”内，记录光功率指示器的初始值。
2、 把光纤信道的SPD探头改接到接收器面板上I-V变换电路的SPD插孔内，
调节接收器面板上“W1调节”电位器，使指示SPD反压的电压表读数从零开始增加，每增加1V读取和记录一次接收器面板上右侧的数字电压表的读数，直到SPD的反压为8V止。
3、 反复以上两项测量。每反复一次测量，都需调节发送器面板上“偏流调节”
电位器，使光功率指示器的读数在原有基础上增加8μW。数据记录到表1.3中。
表1.3 SPD反向伏安特性测定实验数据记录
数据处理要求： 1．计算光电流。
10
2．计算零偏压下，SPD的响应度R值。
3．在同一坐标系中，绘制不同光功率下SPD的反向伏安特性曲线。
三 、音频信号光纤传输系统无非线性失真的最大光信号幅度的测定。 联 接：除需增加一台示波器连接外，其余如图11示相同。 预备工作：用示波器观察信号源信号
把发送器面板上“调制切换”开关拨至“Sin”一侧；
把示波器的通道CH1接至发送器前面板的信号源两端。左右旋转发送器面板上“输入衰减”电位器，观察示波器上正弦信号及其幅度变化的情况出现（示波器需要适当调节“幅值”调节旋钮和“时间”扫描旋钮）。 测 定：
1、按图11接好实验系统后，把示波器通道 CH1接至接收器I-V变换电路输出端插孔；
2、把发送器面板上的“输入衰减”电位器沿反时针方向转至极限位置，使调制信号的幅度为零。
3、调节发送器面板上“偏流调节”电位器，使LED的偏置电流最初为5mA，然后调节“输入衰减”电位器，使调制信号幅度从0开始慢慢增加直到光信号出现非线性失真（用示波器观测，当波形不对称时，判定为非线性失真 ）为止。
3、LED偏置电流调为30mA时，重复以上操作。
说明：描述LED偏置电流对信号光纤传输的影响，采用LED光电特性曲线进行分析。本实验只需要观察现象，不需要记录实验数据。
四、传输语音信号 准备工作
将耳机查到收音机，调节收音机，能够听到清晰的声音。 连 接
在图11示联接的基础上，把发送器面板上“调制切换”开关拨至“语音”一侧。用另一条电缆联接线（一头为双声道插头，另一头为单声道插头）把外接
11
语音信号源接入实验系统，电缆线双声道一头接收音机，单声道一头接发送器前面板的“语音输入”插孔，耳塞插入接收器前面板上标有喇叭图标下方的耳塞插孔中。 操 作：
实验时把示波器通道CH1接到接收器前面板I—V变换电路输出端的插孔处，调节发送器面板上“偏流调节”电位器，使LED偏置电流分别为5mA和30mA；调节SPD探测器反向电压为0V和4V。在这四种状态下，进行语音信号传输，写出实验现象并进行分析。
说明：描述LED偏置电流及SPD的反向偏置电压对信号光纤传输的影响，采用LED光电特性曲线，SPD反向伏安特性曲线进行分析。本实验只需要观察现象，不需要记录实验数据。
【思考题】
1 利用SPD 、I—V变换电路和数字毫伏表，设计一个量程为200μW光功率计。 2．如何测定图5示SPD第四象限的正向伏安特性曲线？
3.在LED偏置电流一定情况下,当调制信号幅度较小时，指示LED偏置电流的毫安表读数与调制信号幅度无关，当调制信号幅度增加到某一程度后，毫安表读数将随着调制信号的幅度而变化，为什么﹖
4.若传输光纤对于本实验所采用LED的中心波长的损耗系数（**）〆≤1dB,根据实验数据估算本实验系统的传输距离还能延伸多远？
（**）：光纤损耗系数〆的定义为：〆=10 lg（Pin /Pout）/ L（db/Km）其中 Pin——光纤输入率；Pout——光纤输出光功率；L——光纤长度
说明：思考题不作要求
12