光纤通信实验讲义大纲

2026/1/17 4:58:31

较高,所以若以LED为光源,为了避免非线性的干扰,通常不采用直接强度调制的方法,而是以调频、调相等相干调制的方法为基础。 PFM就是一种模拟光纤传输系统常用的调制方式,。。。。

4.PFM调制系统原理介绍

PFM调制实验电路的原理框图如下

调制的信号输入可以有两种,一种是从信号发生器发出的幅度大约在1V左右的各种模拟信号,该信号也可以是带宽6M,峰值1V的标准PAL视频信号;另一路做模拟光纤电话传输,话筒的信号由MIC插孔输入,经IC501的LM741运放放大到一定的电平后再输入。单刀双掷开关K501选择其中的一路。

K501选择的信号经Q501射随输入到MC1658压控振荡器中,W503确定压控电压的中心工作点以选择线性较好的调频工作段,该工作点一般在-0。5至-0。7V左右。为方便观察效果,1658外接振荡电容可由开关K502选择,一个振荡在20MHz左右,可传输视频信号和各种基带模拟信号,另一个振荡频率较低,方便截止频率较低的示波器的演示。

MC1658的输出为标准ECL电平信号,可直接驱动光收发模块进行光纤传输。

四.实验内容及步骤

1.MC1658压控振荡器V-F特性测试

(1)把S502开关拨到左边位置,此时电容C504(68p)将做为MC1658的外接电容,用万用表监测的MC1658的输入点P505的输入电位,调整W503使其从-0.2V变到-1.2V,每隔0.1V为一档,用示波器或频率计测量其输出测试点P506的频率并填写下表: 输入电压VC -0.3 -0.4 -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1.0 -1.1 (mV) 输出频率FO (Hz) (2)按上述测量值做出MC1658压控振荡器的输入电压和输出频率的V-F特性曲线,并与上次实验中测得的LED之I—P特性曲线的线性进行比较。

2.脉冲频率调制PFM实验

(1)调整W503使P505的电位为-0.7V。

(2)将开关K501拨向上,选择外接信号输入。 (3)将信号发生器的输出的锯齿波、方波等的输出幅度调整到峰—峰1V左右,用BNC电缆跳线从P515的BNC座输入信号,通过示波器观察P506点调频调制的输出,比较方波、锯齿波两种情况。

五.实验报告要求

实验三. 模拟光纤通信系统PFM解调实验

一. 实验目的

1.掌握光纤通信常用的光收发一体化模块的使用 2.熟悉PFM模拟光纤通信系统的解调方案

3.通过PFM模拟光纤通信系统传输话音过程进一步认识光纤模拟传输系统

二. 实验仪器

1.DX-100光纤通信实验箱两台 2.60MHz示波器一台 3.头戴式MIC/耳机一副

三. 实验说明

1.光收发一体化模块介绍

由于供电方式的不同,光收发模块可以工作在ECL或PECL两种逻辑模式 上,通过开关S01来切换它们之间的电源转换。 2.实验电路基本原理介绍

PFM解调实验单元的原理框图如下图所示

该电路是一种标准的PFM调频解调电路,由于由光纤传输的信号为占空比

1:1的方波调频信号,不含需要解调的基带信号成份,所以通过脉冲延迟再异或的办法将调频方波信号变成调频的窄脉冲信号(如图所示),该窄脉冲序列将含有需要解调的模拟基带信号频谱,通过后接的低通滤波器将高频脉冲信号滤除,即获得传输的鉴频信号。

低通滤波器鉴频输出的信号幅度较低(约50mV),所以为使输出电平达到要求,在PFM解调接收过程又增加了两级放大,其中第一级高速运放LM733通过调整反馈电阻W504可较大范围地改变系统增益。

锯齿波的PFM窄脉冲信号

3.PFM光纤模拟通信系统实验说明

熟悉和建立了PFM模拟光纤通信系统,就可以利用该系统完成基带模拟信号的传输实验。传输可以在单独的实验箱中以自发自收的方式实现,也可以在两个实验箱之间进行,在两个实验箱之间相互通信时还可实现模拟光纤通话的实验。

四.实验内容及步骤

1.光收发模块及ECL、TTL、PECL电平转换实验 (1)光收发模块实验

将实验用的光收发模块插入9针插座中,打开实验箱电源。

将电源控制开关S01、输入输出信号控制开关S02、S03打向上,光收发模块将工作在ECL模式上,信号输入输出则接至PFM调制解调上。

将开关S502拨到左边,此时电容C504(68p)将做为MC1658的外接电容,用示波器观察MC1658的ECL振荡方波的输出。

用光纤跳线将光收发器件的收发加以连接,此时光接收LED绿色指示灯亮,表明光收发已经接好。

(2)ECL、TTL、PECL电平转换实验

用示波器的双踪通道观察光器件输入点P506和输出点P507的ECL波形。 将电源控制开关S01、输入输出信号控制开关S02、S03打向下,光收发模块工作在PECL模式上,信号输入输出接到PCM传输上。

10ELT20(IC206)、10ELT21(IC207)分别是TTL转PECL的接口转换芯片,用示波器观察P204、P205、P206、P208的信号波型。

2.PFM模拟通信系统实验

(1)信号源传输实验

将电源控制开关S01、输入输出信号控制开关S02、S03打向上,则通信实验箱工作在模拟PFM传输系统方式上。

调整W503使P505的电位为-0.7V;将开关S502拨到右边,此时电容C504(33p)将做为MC1658的外接电容,其振荡中心频率将在20MHz左右,较高的载频可以为如视频信号之类的宽带模拟基带信号提供调制。

将S501拨向上,此时PFM调制信号由信号源输入BNC 座P515输入,将峰值为1V左右的1KHz信号输入P515。

在PFM解调单元中用双踪示波器观察P507经MC10101整形输出的PFM方波脉冲,和P509经延时10ns输出的方波脉冲。然后观察两者异或后P508的PFM调制窄脉冲。

在传输系统输出BNC插座P514处用示波器监视传输信号波形,调整接收放大增益控制电位器,使信号输出幅度也在峰值1V左右。

在发射端改变W503,上下调整MC1658振荡器的输入中心电位,观察传输信号的变化。

(2)光纤模拟通话实验

取两台光纤通信实验箱,将每台的S501拨向下,S05拨向上,此时PFM调制信号由MIC插座J02经LM741(IC501)放大输入,而输出信号则接到EARPHONE插座J03上。将P505的电位调整为-0.7V。

把两台光纤通信实验箱通过光纤跳线对联起来,即每个实验箱的光纤收发器件发口与对方的收口连接起来,通过光接收指示灯确认连接成功。

将一副MIC/PHONE的插头分别插入PFM调制解调的输入/输出插孔,即可在两台实验箱间实现语音通话。

如有条件,本系统实际上也可实现视频信号的传输。可在实验课上给学生做演示实验。

五.实验报告要求

实验四. 数字同步信号发生和系统时钟实验

一. 实验目的

1.熟悉15位同步伪随机数字信号的产生 2.熟悉实验箱数字系统发端时钟的产生

3.熟悉数字同步锁相接收模块TRU050的使用

二实验仪器

1.DX-100光纤通信实验箱一台


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