实验原理

音频信号的光纤传输系统主要包括:光信号发送器;传输光纤以及光信号接收器。三个部分。光信号发送器由半导体发光二极管(Light Emitted Diode 简称LED),以及由它的调制、驱动电路组成;光信号接收器包括了发光二极管的电流/电压(I/V)转换电路和功放电路。

 

   

 

信号传输过程

组成该系统时,光源LED的发光中心波长必须在传输光纤呈现低损耗的             附近,光电检测器件的峰值响应波长也应与此接近。本实验采用发光中心波长为0.85     的半导体发光二极管作光源,峰值响应波长为 0.8—0.9.85     的硅光电二极管(Silica Photo Diode 简称 SPD)作光电检测元件。 

在传播过程中,为了避免或减小波形失真,要求载波的频率宽度能覆盖被传信号的频率范围。由于光导纤维对光信号具有很宽的频带,完全可以将频谱在300—3400     范围的音频信号覆盖。整个系统的频带宽度(即可传信号的频率宽度)主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电路的幅频特性。 

光信号发送器

 

电信号转换成光信号的过程

光信号发送器由信号放大电路,和LED的驱动电路组成。放大后的信号进入右侧的信号发送系统。LED的正常工作需要有一定的正向偏压,一般是在1.2-1.4V之间,光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。由NPN三极管构成的LED的驱动电路,就是给LED提供正常工作所需的正向偏压。本实验仪LED最大允许工作电流为50mA,把偏置电流选为LED最大允许工作电流的一半,可使LED获得无截止畸变幅度最大的调制,有利于信号的远距离传送。

光信号接收器:

光信号转换成电信号的过程

光信号接收器由光电转换器和集成音频功放电路组成。光电转换器是由峰值响应波长与发送端LED的发光中心波长很接近的硅光电二极管(SPD)和运算放大器组成。硅光电二极管的任务是把传输光纤出射端输出光信号的光功率转变为与之成正比的光电流I0,然后经运算放大器组成的I / V 转换电路把光电流转换成电压V0输出,然后经功放电路放大后还原成音频信号播放。

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