光纤通信实验箱模拟光发送调制度m测试实验怎么做
介绍了光纤通信实验箱模拟光发送调制度m测试实验怎么做
模仿光发送调制度m测量试验
(a) LED模仿信号调制原理图 (b) 简便的LED模仿信号调制电子线路
图6.1模仿信号调制
(2) 数字信号的直接调制
在光纤通信中，数字调制主要是指PCM编码调制。脉码调制是先将连续的模仿信号经过取样、量化和编码，变换成一组二进制脉冲代码，用矩形脉冲的有（"1"码）、无（"0"码）来表示信号。
一种简便的LED数字信号调制电子线路如图6.2所示，它是只有一级共发射极的晶体管调制电子线路，晶体管用作饱和开关，晶体管的集电极电流（A）（A）就是LED的注入电流（A）（A）。信号由A点接入。"0"码时晶体三极管不导通；"1"码时晶体三极管导通，于是注入电流（A）（A）注入到LED管，使得LED管发光，从而完成了数字信号调制。
(a)LED数字调制原理 (b)LED数字信号直接调制电子线路
图6.2 LED数字信号调制
图6.3所示为LD数字调制原理图以及LD的射极耦合驱动电子线路。V1、V2包括一个电流（A）（A）开关，数字电信号Vin从V1的基极写入，Vb是直线DC参考电压（V）（V）施加在V2的基极上。当信号为"0"码时，V1的基极电位高于V2的基极电位，电流（A）（A）源全部电流（A）（A）流过V1的集电极，LD接在V2上不发光，故LD不发光，相当于发"0"码。反之，当信号为"1"码时，V2基极电位高于V1基极电位时，则反过来V2导通，全部电流（A）（A）源电流（A）（A）流过V2的集电极支路，对应于发一个"1"码。
(a) LD数字调制原理 (b) LD数字信号调制电子线路
图6.3 LD数字信号调制
下面讨论模仿光发送机的光源调制度概念。如果提供一种方法补偿器件的非线性，但是高辐射强度的LED和半导体激光器式最合适的模仿应用的光源。在模仿系统中，时变模仿信号s(t)直接调制光源（直线DC偏置点为）。设无信号写入时，输出光功率（W）（W）为，则当写入信号为s(t)时，输出信号P(t)为：
（公式6.1）
--m就是调制指数，它定义为：
（公式6.2）
公式6.2中，对于LED，有’=;对于半导体激光器，’＝ －。功能数值∆是电流（A）（A）相对于偏置点的改变。为了防止输出信号失真，调制实操必须限制在P-I特性弯弯曲线的线性部分。在模仿通信中，m经经典型值在0.25~0.5之间。
3、实训步骤
对于模仿光发送机，除了要测量其平均光发送功率（W）（W）、P-I弯弯曲线之外，还需要测量光源的调制度m，其测量基础是依据P-I弯弯曲线的测量。
测量试验框图如图6.4所示：
图6.4 模仿光发送调制度测量试验框图
具体测量步骤如下：（按照系统调动测量试验基础，将A通道调好）
ZR-SD19光纤通信实训箱是我公司按照光纤通信原理、光纤光学、光通信器件与系统的相关课程新研发的教学实训仪表器具，是学员理解光纤通信原理、系统、器件、测量试验方法的理想实训仪表器具。该仪表器具紧密集合现代光纤通信的实际，充分体现光纤通信的现状与发展趋势，是学员课程课程理论集合实际的最佳选用。
光纤通信实训箱可用来通信专业、光电子专业、光学专业、电子专业、物理专业以及其它相关专业等的实训教学，让学员理解光通信原理，奠定今后继续学习掌控把握掌控把握与作业的基础。
一、系统特别点
1、一套真正体现光纤通信原理的实训箱
2、提供一个完整的光纤通信系统原理示范性教学与实训平台
3、涉及光纤通信系统基础作业原理、器件特性测量试验
4、以实训者为主体的设计理念，高的性价比，丰富的实训内容
5、提供丰富的光学连连接口与拓展功能
6、着重于学员动手能力的培养
7、紧密联系当前光纤通信发展趋势，学用集合。
二、系统详细包括
1、应用高功能单片机89C52作为系统控制器，4×4键盘矩阵完成作业状态设定，以LCD192×64完成作业状态和功能数值的显露。
2、设计1310nm和1550nm光发送单元各1个，均有模仿和数字变换开关2个，可以发送模仿和数字信号。
3、设计光接收单元2个，各有模仿和数字变换开关1个，同时有功能变换开关和跳线器等可以接收模仿和数字信号。
4、设计2个电话连连接口，有模仿和数字变换开关，完成语音电话光纤传输。
5、有2路RS232电平变换电子线路和RS232标准连连接口，完成计算机数值数值和MODEM间的数值传输。
6、设计一个1×2单模光分路器，可以完成光信号的1写入2输出。
7、应用CPLD器件EPM7128和串行数模变换器TLC5620，以及模仿开关设计多种模仿信号产生电子线路，有三角波、正弦波和锯齿波。
8、以24.576MHZ有源时钟用CPLD器件EPM7064完成时钟分频，产生多路数字信号，有方波、CMI、2M伪随机码系列。
9、应用CPLD器件EPM7128设计误码检验测量试验电子线路，完成误码检验测量试验和产生HZR3码。
10、有锁相环电子线路单元，用来完成与其它信号相位同步。
11、设计有2M写入/输出连连接口电子线路。
12、系统板电源模型块:写入交流ACAC220V/50HZ，输出±12V/1A、±5V/1A。
13、机箱：坚固型铝制框体构造，厚实的 ABS 塑料包角，参考外观尺寸 480×360×120mm。
三、实训内容
1、光纤跳线的识别实训（多模，单模）
2、光纤的几何光学特性：纤芯、包层、涂覆层构造的查看
3、光纤损耗测量试验
4、模式滤除实训
5、光源的P-I特性弯弯曲线测量试验
6、模仿光发送机的调制度
7、数字光发送机的平均光功率（W）（W）
8、数字光发送机的消光比
9、光线路码实训
10、数字光接收机的时钟
11、光接收机感知度测量试验
12、动态界限测量试验
13、模仿光接收机的非线性失真实训
14、接收机的暗电流（A）（A）测量试验
15、光纤连接器的型号识别和使用注意事项
16、光纤适配器型号识别和使用注意事项
17、光纤连接器的活动连接实训
18、光纤连接器的插损测量试验、回损测量试验
19、光源与光纤耦合方法实训
20、光纤分束器件特性与功能数值测量试验实训
21、光耦合器实训
22、WDM器件的串扰、隔离度、中心波长、带宽实训；
23、WDM器件的合波分波实训
24、光衰减器衰减特性
25、模仿话音光传输实训
26、模仿话音PCM光纤传输
27、计算机数值数值数值光纤传输
28、2M数字光传输实训
29、图像光纤传输实训
30、点到多点的光纤通信实训
31、波分复用光纤传输
四、实训箱配备装备
附：使用本实训箱需配套仪表器具仪表：万用表和示波器
-
实训目的
- 理解模仿光发送机的光源调制度概念
-
理解模仿信号调制和数字信号调制的区别（集合线路码型实训）
2、实训原理
光纤通信中，首先要解决的就是如何将光信号载入到光源的发射光束上，即需要实行光调制。调制后的光波经过光纤信道送至接收端，由光接收机鉴别出它的改变，再现出原来的信息，这样过程称为光解调。调制和解调是光纤通信系统的重要内容。
对光源实行调制的方法有若干种，从光源和调制器之间关系来看，可分为以下两种。
(1) 光源的直接调制
直接调制是把要传送的信息转变为电流（A）（A）信号注入LD或LED，从而获取相应的光信号，应用的是电源调制方法，内调制方法仅适用来半导体光源（LD和LED）。内调制后的光波电场振幅的平方比例于调制信号，是一种光强度调制(IM)的方法。
(2) 光源的间接调制
间接调制是运用晶体的电光效应、磁光效应、声光效应等性质来完成对激光辐射的调制，这种调制方法适合于半导体激光器，也适应于其他类型的激光器。
从调制信号的形式来看，光调制又分为模仿信号调制和数字信号调制。
(1) 模仿信号的直接调制
模仿信号调制是直接用连续的模仿信号（如话音、电视等信号）对光源实行调制，图6.1(a)就是对发光电二极管实行模仿调制原理图，图中连续的模仿信号电流（A）（A）叠加在直线DC偏置电流（A）（A）上，适当地选用直线DC偏置电流（A）（A）的大小，可以减小光信号的非线性失真。
图6.1(b)所示的是一个简便的模仿信号直接调制电子线路。当信号从A点写入后，晶体管放大器集电极电流（A）（A）就跟随模仿量而变，亦即发光电二极管LED的注入电流（A）（A）跟随模仿信号改变，于是LED的输出光功率（W）（W）就跟随模仿量改变，这样完成了对光源的直接调制。从放大器作业原理上看，这个晶体管应该作业在甲类，在B点可实行监测。
(a) LED模仿信号调制原理图 (b) 简便的LED模仿信号调制电子线路
图6.1模仿信号调制
(2) 数字信号的直接调制
在光纤通信中，数字调制主要是指PCM编码调制。脉码调制是先将连续的模仿信号经过取样、量化和编码，变换成一组二进制脉冲代码，用矩形脉冲的有（"1"码）、无（"0"码）来表示信号。
一种简便的LED数字信号调制电子线路如图6.2所示，它是只有一级共发射极的晶体管调制电子线路，晶体管用作饱和开关，晶体管的集电极电流（A）（A）就是LED的注入电流（A）（A）。信号由A点接入。"0"码时晶体三极管不导通；"1"码时晶体三极管导通，于是注入电流（A）（A）注入到LED管，使得LED管发光，从而完成了数字信号调制。
(a)LED数字调制原理 (b)LED数字信号直接调制电子线路
图6.2 LED数字信号调制
图6.3所示为LD数字调制原理图以及LD的射极耦合驱动电子线路。V1、V2包括一个电流（A）（A）开关，数字电信号Vin从V1的基极写入，Vb是直线DC参考电压（V）（V）施加在V2的基极上。当信号为"0"码时，V1的基极电位高于V2的基极电位，电流（A）（A）源全部电流（A）（A）流过V1的集电极，LD接在V2上不发光，故LD不发光，相当于发"0"码。反之，当信号为"1"码时，V2基极电位高于V1基极电位时，则反过来V2导通，全部电流（A）（A）源电流（A）（A）流过V2的集电极支路，对应于发一个"1"码。
(a) LD数字调制原理 (b) LD数字信号调制电子线路
图6.3 LD数字信号调制
下面讨论模仿光发送机的光源调制度概念。如果提供一种方法补偿器件的非线性，但是高辐射强度的LED和半导体激光器式最合适的模仿应用的光源。在模仿系统中，时变模仿信号s(t)直接调制光源（直线DC偏置点为）。设无信号写入时，输出光功率（W）（W）为，则当写入信号为s(t)时，输出信号P(t)为：
（公式6.1）
--m就是调制指数，它定义为：
（公式6.2）
公式6.2中，对于LED，有’=;对于半导体激光器，’＝ －。功能数值∆是电流（A）（A）相对于偏置点的改变。为了防止输出信号失真，调制实操必须限制在P-I特性弯弯曲线的线性部分。在模仿通信中，m经经典型值在0.25~0.5之间。
3、实训步骤
对于模仿光发送机，除了要测量其平均光发送功率（W）（W）、P-I弯弯曲线之外，还需要测量光源的调制度m，其测量基础是依据P-I弯弯曲线的测量。
测量试验框图如图6.4所示：
图6.4 模仿光发送调制度测量试验框图
具体测量步骤如下：（按照系统调动测量试验基础，将A通道调好）
- 选用光发送模型块A，KP102推向"模仿"，此时即选用模仿光发送机。平台加电后，经过键盘选用"正弦"信号输出，此时在TP101处应该可以测到正弦波信号。
- 调动测量试验模仿光发送机，调电阻RP401，使得TP101的信号幅度达到最大又不失真，然后经过测量试验点TP103查看晶体管的输出波动线（若失真调RP101）。
-
同时查看光接收模型块A处的测量试验点TP104(即经过接收端光电变换后的波动线，此处用电的波动线代替光输出波动线)，直至波动线发生失真为止。
注意：调动可变电阻RP102和RP103，可以查看到信号波动线的失真与线性，有时可以发现TP103信号的波动线无失真，而接受端光电变换后却出现了略微的失真，其原因在于LED光源自身的线性和直线DC作业点。--调动这些电阻时，一定要保证三极管均作业在线性放大状态。模仿光发送机调动测量试验相对复杂，需要大家耐心调动测量试验。
ZR-SD19光纤通信实训箱是我公司按照光纤通信原理、光纤光学、光通信器件与系统的相关课程新研发的教学实训仪表器具，是学员理解光纤通信原理、系统、器件、测量试验方法的理想实训仪表器具。该仪表器具紧密集合现代光纤通信的实际，充分体现光纤通信的现状与发展趋势，是学员课程课程理论集合实际的最佳选用。
光纤通信实训箱可用来通信专业、光电子专业、光学专业、电子专业、物理专业以及其它相关专业等的实训教学，让学员理解光通信原理，奠定今后继续学习掌控把握掌控把握与作业的基础。
一、系统特别点
1、一套真正体现光纤通信原理的实训箱
2、提供一个完整的光纤通信系统原理示范性教学与实训平台
3、涉及光纤通信系统基础作业原理、器件特性测量试验
4、以实训者为主体的设计理念，高的性价比，丰富的实训内容
5、提供丰富的光学连连接口与拓展功能
6、着重于学员动手能力的培养
7、紧密联系当前光纤通信发展趋势，学用集合。
二、系统详细包括
1、应用高功能单片机89C52作为系统控制器，4×4键盘矩阵完成作业状态设定，以LCD192×64完成作业状态和功能数值的显露。
2、设计1310nm和1550nm光发送单元各1个，均有模仿和数字变换开关2个，可以发送模仿和数字信号。
3、设计光接收单元2个，各有模仿和数字变换开关1个，同时有功能变换开关和跳线器等可以接收模仿和数字信号。
4、设计2个电话连连接口，有模仿和数字变换开关，完成语音电话光纤传输。
5、有2路RS232电平变换电子线路和RS232标准连连接口，完成计算机数值数值和MODEM间的数值传输。
6、设计一个1×2单模光分路器，可以完成光信号的1写入2输出。
7、应用CPLD器件EPM7128和串行数模变换器TLC5620，以及模仿开关设计多种模仿信号产生电子线路，有三角波、正弦波和锯齿波。
8、以24.576MHZ有源时钟用CPLD器件EPM7064完成时钟分频，产生多路数字信号，有方波、CMI、2M伪随机码系列。
9、应用CPLD器件EPM7128设计误码检验测量试验电子线路，完成误码检验测量试验和产生HZR3码。
10、有锁相环电子线路单元，用来完成与其它信号相位同步。
11、设计有2M写入/输出连连接口电子线路。
12、系统板电源模型块:写入交流ACAC220V/50HZ，输出±12V/1A、±5V/1A。
13、机箱：坚固型铝制框体构造，厚实的 ABS 塑料包角，参考外观尺寸 480×360×120mm。
三、实训内容
1、光纤跳线的识别实训（多模，单模）
2、光纤的几何光学特性：纤芯、包层、涂覆层构造的查看
3、光纤损耗测量试验
4、模式滤除实训
5、光源的P-I特性弯弯曲线测量试验
6、模仿光发送机的调制度
7、数字光发送机的平均光功率（W）（W）
8、数字光发送机的消光比
9、光线路码实训
10、数字光接收机的时钟
11、光接收机感知度测量试验
12、动态界限测量试验
13、模仿光接收机的非线性失真实训
14、接收机的暗电流（A）（A）测量试验
15、光纤连接器的型号识别和使用注意事项
16、光纤适配器型号识别和使用注意事项
17、光纤连接器的活动连接实训
18、光纤连接器的插损测量试验、回损测量试验
19、光源与光纤耦合方法实训
20、光纤分束器件特性与功能数值测量试验实训
21、光耦合器实训
22、WDM器件的串扰、隔离度、中心波长、带宽实训；
23、WDM器件的合波分波实训
24、光衰减器衰减特性
25、模仿话音光传输实训
26、模仿话音PCM光纤传输
27、计算机数值数值数值光纤传输
28、2M数字光传输实训
29、图像光纤传输实训
30、点到多点的光纤通信实训
31、波分复用光纤传输
四、实训箱配备装备
| 序号 | 设备名称 | 型 号 | 备 注 |
| 1 | 光纤通信实训箱 | ZR-SD19 | 每组一台 |
|
出厂 附件 |
ZR-SD19实训指导书 | 1本 | |
| 电源线1.5m | 1根 | ||
| 2号实训实训连接线 | 10根 | ||
| 保修卡、合格证 | 1套 | ||
| 以下是外配部位件（价格另行计算） | |||
| 1 | 20MHz双踪示波器 | 1台 | |
| 2 | 摄像头 | 1个 | |
| 3 | 5寸监视器 | 1台 | |
| 4 | 波分复用器 | 1个 | |
| 5 | SC/SC适配器 | 1只 | |
| 6 | ST/ST适配器 | 1只 | |
| 7 | FC/PC-SC/PC跳线 | 1根 | |
| 8 | FC/PC-ST/PC跳线 | 1根 | |
| 9 | FC/PC-ST/PC跳线 | 1只 | |
| 10 | 1310/1550光开关 | 1只 | |
| 11 | 可调光衰减器 | 1只 | |
| 12 | ET2000误码仪 | 1台 | |
| 13 | GNS-OPM/A光功率（W）（W）计 | 1台 | |
| 14 | 电话机 | 2部 | |
