音频光纤传输实验

音频光纤传输实验 音频信号光纤传输 姓名: 汤军 同组人: 杨小龙 仪器编号: 20021600 在现代，光纤传输已成为信息的传输和交换服人主要手段。因此，了解光纤通信是十分必要的。 一:音频信号光纤传输实验目的有四: 1了解光纤通信的基本工作原理。 2了解光纤通信的工作原理和部分特性。 3熟悉光纤传输系统中电光/光电转换器件的基本性能。 4测试音频信号在光纤通信实验系统中的传输质量。 二:仪器简介 本实验采用的仪器有TKGT-1型音频信号光纤传输实验仪、信号发生器和双踪示波器。光纤传输系统由光纤信号发送端、传送光纤信号的传输介质光纤、光信号接收端构成。其中，光纤信号发送端是将待传输的电信号经电光转换器件转换为光信号。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。本实验发送端电光转换器件采用0.84微米的高度近红外半导体发光二极管。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。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和雪崩光电二极管。本实验接收端的光电转换器件采用峰值响应频率为0.8~0.9微米的硅光电二极管。 三:光信号发送端的工作原理 发送端信号采用光强调制的方法。“光发送强度”电位器可以调 节发光二极管LED的静态驱动电流(0~20mA)，从而改变发光二极管的发射光功率。静态驱动电流调节范围为:0~20mA，面板“发送光强度”对应显示值为:0~2000单位。当静态驱动电流较小时，发光二极管的发射光功率与静态驱动电流基本上呈线性关系。 音频信号经电容、电阻网络及运放耦合到另一运放的负载入端，与发光二极管的静态驱动电流相叠加，使发光二极管发送随音频信号变化的光信号。再由光纤耦合器将这一光信号传输到光纤中。 四:光信号接收端的工作原理 传输光纤把从发送端发出的光信号通过光纤耦合器将光信号耦合到光电转换器件的光电二极管，光电二极管把光信号转换成与之成正比的电流信号。 本次试验仪器是将信号的输入和输出端分别与示波器的ch1、ch2连接，通过改变ch1、ch2可以很明显的看出输入波形与输出波形之间的差别，从而可以很清楚的了解波形在传输过程中发生的衰变活失真的强弱。而我们再本次实验中记录了以下“发送光强度”与“接收光强度” 根据以上数据，作了以下的静态曲线: 从上图可以清楚的看到本台仪器的光纤传输效率较低,低于50%。由此可见，在光纤传输过程中，有大部分的能量都被耗损了。另一方面从示波器上记录的图形如下: 五:仪器的设计评估 由图可知，输入波形为清晰的正弦波，而输出波形为模糊的波形，虽然轮廓偏差不大，但也不能肯定也为正弦波形。由此可以看出。波形发生了失真，导致输入波形与输出波形的巨大差距，从而也说明了，该实验所用的仪器的传输效果较差，存在较严重的能量损耗。但是，本次实验的各种数据均在正常范围内，且实验仪器的各个工作按钮均无损坏，指示灯均正常工作，而仪器的扬声器均正常，各种杂音几乎不存在且音质较好、清晰，也未发生任何故障，由此可以初步断定该实验仪器:TKGT-1 20080892实验仪器的质量存在一定的问题。 六:总结 一:实验现象的总结:在实验过程中，当发射信号频率为 20~200Hz时，示波器中的波形出现了失真，并且在20Hz时，有噪音产生。当频率达到500Hz时，波形正常，噪音消失。当频率达到3000Hz时，再次出现噪音并且波形失真。在频率为4000Hz时恢复正常。当频率增加到16KHz时，出现失真，并且声音消失。当频率达到20KHz时，波形出现了严重失真。在以上过程中，5KHz时，声音较大，12KHz时声音最尖。在1200HZ~16KHz时，音调随频率的增加而升高。在实验中，我与搭档尝试将输入波形改为方波，结果波形输出任然不稳定，失真严重而且，当我们拨动各个连接线时，波形极其的不稳定，由此可以看出仪器的线路存在一定的问题。尤其是当我们敲击桌面时，波形依旧出现了严重的不稳定，说明仪器受外界的影响较大。在我看来，这将是这台仪器最大的不足，因为，有如此问题的仪器是极 难运用于生产生活中的。 二:实验结果的总结:本实验通过一个信号好发生器，一个双踪示波器及一个光纤传输仪器，清楚的向我们展现了光纤传输的工作原理和工作过程，简洁而有说服力。并且，我们还可以通过该装置本身来检验其传输效果和质量。通过对本次实验数据和实验现象的分析，我们可以得出一个结论:本实验仪器的传输效果较差，能量损耗较大，工作效率不高，如要运用于生产和生活中，还需要进行改进。 七:实验建议 通过以上的分析，要改进本实验仪器，应从以下几点入手: 1， 改进光纤的传输电路。尤其是光电转换器和电光转换器，即 提高转换器的效率。对各种线路也可以改进，优化。 2，对仪器的本身进行改进，尤其是消除各种外界的因素对仪器 的传输效率的影响。当然，该仪器由于主要用于教学，需要改进 的就是外部因素的影响，主要是像震动之类的影响。 3，个人建议可以把输入电信号改进为一段音乐，频率可调，或 许就可以更直观了。 ,以上就是本次实验的全过程和总结了。关于这次实验，自我感 觉收获不小，初步接触了仪器评价，学着去改进一台仪器，自我 感觉，这次实验，或许是这么多的实验中最受用的吧。