数字信号光纤传输技术-上海交通大学物理实验中心.PDF

数字信号光纤传输技术 光纤传输技术在现代科学技术发展应用的一项重要领域光纤通信。并且随着科学 技术的不断发展，应用范围也越来越广。本实验系统是集光电子技术，光纤传输技术，模数 数模转换技术及计算机通讯与接口技术等多种技术于一体。通过该实验系统的各种实验的操 作，对学生知识面和增强他们综合运用多种知识解决实际问题都具有十分重要的作用。 【实验原理】 一、系统结构的组成（如图1） 光信号发送与调制 光纤信道 光信号接受、检测、再生 计算机通信接口电路 时钟系统 模拟信号源 其中光讯号发送部分的光源采用进口的光纤传输技术专用的半导体发光二极管（LED ），传 输光纤采用芯径为50 μm ，包层125 μm 的多模光纤； 光信号接受部分采用硅光电二极管作光电检测元件； 计算机通信接口采用ADC0809 和DAC0832 集成电路分别完成A/D ，D/A 转换； 8251A 集成芯片按异步方式进行数字信号的并串/ 串并转换； 二、系统的工作过程 被传输的数字信号可以通过键盘输入字符代码，也可以模拟量经 A/D 转换后的数字信 号，这些数字信号经计算机系统的8251A 数据发送端（LxD 端）输出并对发光二极管LED 的光强进行调制，调制以后产生的数字光信号又进过传输光纤传到接受端。在接受端经光电 转换和再生电路把数字光电信号转变为数字电信号，（RxD 端），进行数字信号的并串/ 串并 转换后再送入接受端的计算机进行处理，最后根据被传输的数字信号所代表的信息的不同在 计算机屏上显示，或经D/A 转换后恢复成模拟电压对其他外部设备进行控制。 【实验仪器】 DOF-C （Ⅰ），DOF-C （Ⅱ），计算机，音响，音频信号源 【实验内容】 1、系统单机连接 （1）通信接口板插入计算机内任一空闲ISA 扩展槽内；（已安装） （2 ）将20 线扁平电缆把计算机与DOF-C （Ⅰ）光端机连接；（已安装） （3 ）用两端带有香蕉插头的导线接通DOF-C （Ⅰ）光端机前面板上的“TxC ”和“RxC ” 两端； （4 ）把光电探头光照输入端插入光纤绕线盘端面上的同轴插孔内，另一端插入DOF-C （Ⅰ） 光端机前面板的“SPD”插孔内； （5 ）把两端带有单声道的拾音插头电缆线的一端光纤绕线盘端面上的LED 的电流插孔内， 另一端插入DOF-C （Ⅰ）光端机前面板的“LED ”插孔内； （6 ）把音频信号源和音响分别插入DOF-C （Ⅰ）光端机后面板的“调制输入”和“音响” 插孔内； （7 ）把带有本实验系统的软盘插入A 驱；其中有两个可执行软件：DOF-1.EXE 和DOF2.EXE 文件，运行DOF-1.EXE 文件可单机实验； 2 、时钟系统检测 将示波器信源CH1 接入DOF-C （Ⅰ）光端机后面板的“CLC ”或者前面板的“TxC ” 插孔，开启 DOF-C （Ⅰ）的电源，观察波形，在正常情况下前者的波形周期为0.5 μs，后 者的波形周期为8 μs，达不到这些波形，表明时钟系统有故障，必须排除。 3、LED 驱动电路的检测 用两端带有香蕉插头的导线对光端机前面板上的“TxD ”端和地端短接，把“SPD 切换” 开关倒向光功率计一侧，再开启光端机的电源，调节仪器前面板LED 的“Rc 调节”旋钮， 观察光功率计的示值有无变化，若有变化则表明LED 的驱动电路工作正常。最后把“Rc 调 节”旋钮调至使光功率示值为实验系统允许的最小值10μW 。 4 、光讯号检测和再生电路的预调 经上一项检测确定LED 及其驱动电路工作正常后，把将示波器信源 CH1 接入DOF-C （Ⅰ）光端机“RxD ”端和地端，并把示波器的输入方式至于“DC ”状态。在前面板“TxD ” 端对地端断开的情况下，观察“RxD ”端在示波器荧光屏上显示的电平状态。当“TxD ”对 地断开时，相当于系统处于空闲状态，这时要求“RxD ”端应呈现高电平，沿顺时针方向转 动仪器前面板左侧的“Rb 调节”旋钮，直到“RxD ”端呈现高电平状态为止，反之旋转可 呈现低电平状态。 5、通信接口板数字发送功能的检测 （1）在保持系统原有连接不变的基础上将CH1 信源连接到光端机前面板的“TXD ”端和接 地点； （2 ）将存有本实验系统软件的磁盘插入软驱； （3 ）打开光端机的电源； （4 ）而后启动计算