音频信号传输测定实验培训资料.ppt

音频信号光纤传输技术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、实验目的二、仪器设备1光纤通信原理光波在光纤中的传输光波在两介质交界面的反射和折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：
θ１＝θ１′n１sinθ１＝n２sinθ２

产生全反射的条件是：
n2＞n1；９０°＞θ１＞θc
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。2光信号发送端的工作原理发光强度

调制后的光信号强度
时间
时间
音频调制信号

静态驱动电流

图2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：0.841.311.55微米（μm），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0.8-0.9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常用的光探测器是半导体光电二极管PIN和雪崩二极管。
半导体光电二极管PIN具有体积小，材料合适、灵敏度高、响应速度快等特点，在光纤通信系统中有着十分广泛的应用。其伏安特性为。其中I0为无光照时的反向饱和电流，U为二极管的端电压（正向电压为正，反向电压为负），q为电子电荷，k为波尔兹曼常数，T为温度（单位为K），IL为无偏压状态下光照时的短路电流，与光照时的光功率成正比。4光纤传输特性指标5光纤通信的特点四、实验内容与步骤光纤传输系统静态电光/光电传输特性测定光纤传输系统频响的测定LED偏置电流与无失真最大信号调制幅度关系测定多种波形光纤传输实验音频信号光纤传输实验没有失真的信号截止失真的信号饱和失真的信号五．思考题附录