音频信号光纤传输技术实验.ppt
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1、音频信号光纤传输技术实验,五邑大学物理实验中心,什么是光纤通信,光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波为载波,以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。由发送电端机将待传送的模拟信号转换成数字信号,再由发送光端机将电信号转换成相应的光信号,并将它送入光纤中传输至接收端。接收光端机将传来的光信号转换成相应的电信号并进行放大,然后通过接收电端机恢复成原来的模拟信号。本实验就是让学生熟悉了解音频信号光纤传输的基本原理。,一、实验目的,1、学习音频信号光纤传输系统的基本结构及各部件选配原则。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。,二、实验
2、原理,1、光纤通信原理2、光信号发送端的工作原理3、光信号接收端的工作原理4、光纤传输特性指标5、光纤通信的特点,1、光纤通信原理,由发送电端机将待传送的模拟信号转换成数字信号,再由发送光端机将电信号转换成相应的光信号,并将它送入光纤中传输至接收端。接收光端机将传来的光信号转换成相应的电信号并进行放大,然后通过接收电端机恢复成原来的模拟信号。,光波如何在光纤中传播,分析光纤的导光原理,一般可采用两种方法:方法一、波动理论法:波动理论法是根据电磁场理论,用麦氏方程求解光纤的场方程、特征方程,根据解答式分析其传输特性;方法二、射线法:射线法是将光波看成是一条条几何射线,用光射线理论分析光纤的传输特
3、性。后者比较简单、直观。,光波在两介质交界面的反射和折射,光波属于电磁波的范畴,在均匀介质中传输时,其轨迹是一条直线,当光射线射到两种介质交界面时,将发生反射和折射。,反射定律与全反射,由电磁场理论知道,反射和折射的基本规律是由斯涅尔定律和菲涅尔公式来表示的。下面我们以斯涅尔定律说明其物理概念。斯涅尔定律主要包括以下两个关系式:nsinnsin产生全反射的条件是:n2n1;c 阶跃型光纤就是利用光波的全反射原理,将光波限制在纤芯中向前传播。,光纤的数值孔径,图(5),光线1在孔径范围内,可以通过全反射进行传播,而光线2则超出了孔径范围,没有发生全反射,而是发生了折射,能量衰减很快。,2 光信号
4、发送端的工作原理,音频信号调制二极管的发光强度,系统低频响应不小于20赫兹,取决电阻、电容网络。系统高频响应不大于20千赫兹,取决于运放电路的响应频率。光纤通信的三个窗口波段:0.84 1.31 1.55微米(m),窗口波段与光纤传输呈现低损耗,与发光器件,光电检测器件的峰值响应波段相匹配(本系统在微米)。,在光纤应用中,常用的光源有:发光二极管(LED)和激光二极管(LD)。半导体激光器实质上是一个光波振荡器,它具有振荡、反馈与放大作用。根据光纤的特性通常选用长波长激光器,一般为1310nm。它通常是由P型限制层与有源层和N型限制层与有源层所组成的两个异质结。,3 光信号接收端的工作原理,图
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