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山东大学光电工程实训-光通信与光纤通信实验报告与总结
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2022-07-07
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山东大学信息学院光电工程实训-光通信与光纤通信实验
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光通信与光纤通信实验
一、实验目的
1、 了解激光传输信号的原理,光纤导光特性,电信号和光信号的互相转化技术。
2、 掌握光电信号的转化原理。
3、 了解光纤通信中主要元器件的工作原理和部分特性。
4、 掌握万用表等电子测量仪器的使用。
5、 感受自由空间光通信和光纤光通信的异同。感受光纤光通信的优势。
二、实验原理
光纤通信的原理是:在发送端首先要把传送的信息变成电信号,然后调制到激光
器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤经过光
的全反射原理传送;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复
原信息。光通信基本组成发送传输接收整体构架:信号电路——电光转换——光传输—
—光电转换——信号解析电路。光纤通信是以光纤为传输媒介的光通信。
光通信正是利用了全反射原理,当光的注入角满足一定的条件时,光便能在光纤
内形成全反射,从而达到长距离传输的目的。
三、实验装置和器件
电池仓×2,七号电池×4,拨动开关×1,接线端子×3,三极管 8050×2,音乐芯片
1562×1,升压电感×1,压电蜂鸣器×1,激光器×1,光敏二极管×1,光纤×1,电阻×1,
白色固定板×2,连接线若干,双面胶固定片若干。
四、实验步骤
实验一 高音警报喇叭实验
1. 实验要求:了解三极管作用、了解升压电感的作用、了解压电蜂鸣器的发声原理。
2. 实验原理:音乐芯片输出的音频信号经过三极管放大,在经过升压后驱动蜂鸣器发声,
实现在低电压 3V 使蜂鸣器发出高音效果
3. 实验器材:电池仓×1,开关×1,音乐芯片×1,接线端子×2,三极管 8050×1,升压电感×
1,压电蜂鸣器×1,导线若干,七号电池×2,拨动开关×1。
4. 按照下图连接电路
5.实验结果:打开拨动开关后,压电蜂鸣器播放“生日快乐歌”。结果与视频如下:
0BB0B729C01125FDA0C8C58CEC8E3C7D.mp4
(双击文件图标即可以播放)
6.实验结论
通过实验,我们了解到:
三极管 8050(NPN 型)的作用:电流放大。三极管特性:集电极电流受基极电流的控
制,基极电流很小的变化,会引起集电极电流很大的变化。且该变化满足一定的比例关系,
集电极电流的变化量是基极电流变化量的 β 倍。即电流变化被放大了 β 倍,一般把 β 叫做
三极管的放大倍数(β 值一般范围为 30 到 200)。
升压电感的作用就是储能以及能量转换,用于升高电压。
压电蜂鸣器的作用:压电蜂鸣器主要由多谐振荡器,压电蜂鸣片,阻抗匹配器及共鸣箱
外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成,当接通电源后(1.5~15V 直流工作电
压),多谐振荡器起振,输出 100~ 500HZ 的音频信号,阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
音乐芯片作用:音乐芯片本身就是一个集成电路。内部由很多的三极管,二极管,电阻,
电容构成的。有三个输出角分别为电源,地,音频信号输出脚。内部集成了一段音乐,加上
电源后输出脚就会反复播放音乐信号,输出的信号非常弱。必须加三极管放大。电源和地不
能接反,否则会烧坏芯片,工作电压 3-6V。
实验二 激光传声实验
1. 实验要求:了解光敏二极管的作用和原理、了解光的调制方式与信号提取方式。
2. 实验原理:接好线装上两节七号电池,将激光器发出的光对准光敏二极管蜂鸣器就会发
声音频信号,经过三极管对激光进行调制后,将音频的电信号转换为光信号,光敏二极管将
携带有音频信号的光信号转换为电信号,实现激光的无线通信。
3. 实验器材:电池仓×2,开关×1,音乐芯片×1,接线端子×3,三极管 8050×2,激光
器×1,升压电感×1,压电蜂鸣器×1,光敏二极管×1,电阻×1,七号电池×4,导线若干,
拨动开关×1。
4. 按照下图连接电路:
5. 实验结果:打开拨动开关后,激光器发出的光对准光敏二极管,压电蜂鸣器播放“生日快
乐歌“。
493B3D328478A764F646987427B14973.mp4
(双击文件图标即可以播放)
6. 实验结论
光敏二极管的作用和原理:光敏二极管又叫光电二极管,是一种能够将光根据使用方式,
转换成电流或者电压信号的光探测器。管芯常使用一个具有光敏特征的 PN 结,对光的变化
非常敏感,具有单向导电性(工作时常常施加反向电压),光强不同的时候会改变电学特性
(电压)。因此,可以利用光照强弱来改变电路中的电流。
实验三 光纤光通信实验
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