实验教学指导书军事通信系统文档格式.docx

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如果上、下行的频率很高，所需频带又较窄，则可采用后一种。

有时还需求转发器对信号有处理功能。

此时，输入信号要先解调，经信号处理后再将基带信号调制到输出的载波上，这种转发器叫处理转发器。

（二）非线性放大器

非线性放大器测量特性模型：

幅度：

相位：

输出信号：

模型的系数

、

是使用数据曲线拟合法，由数据得到数据。

（三）实验方法和手段

该实验进行过程中，学员自行设计、并进行计算机仿真，进一步提高自己的设计能力，促进知识点的掌握。

四、实验条件

（一）计算机

（二）网络资源

五、实验步骤

该实验为设计性实验，步骤如下：

（一）分析实验题目，给出设计思路，详细阐述实现流程；

（二）分析仿真结果，给出仿真图表；

（三）总结设计中存在问题。

六、思考题

（一）思考卫星转发器的各种模型？

（二）处理转发器与透明转发器之间比较，须增加哪些模块？

七、注意事项及有关说明

（一）通过查询资料，自行设计，完成该实验；

（二）实验报告包括：

设计思想，设计流程和结果分析。

实验二光纤通信系统传输实验

（一）了解光纤的分类与各种光纤的特点

（二）掌握数字光发射机的指标要求和测试方法

（三）掌握光接收机的指标要求和测试方法

（一）光发射机的指标测试

（1）P-I曲线图的测试:

用万用表测量TP100和TP101的电压，记录结果；

并计算此时自动光功率控制所补偿的电流（R=51Ω）。

用光功率计测量此时的光功率，记录结果。

然后改变光功率的大小，重复以上实验，将测的实验数据填表中,并绘制P-I特性曲线图（注意：

该实验要测六组数据，其中包括最大和最小功率时的值）。

（2）消光比的测试:

用功率计测量光发射机在无信号输入时和输入全为“1”时的输出平均光功率，根据定义式

，计算出消光比。

（3）平均光功率的测试:

在发送端送伪随机序列，测量发送端输出的光功率，记录结果。

（二）光接收机的指标测试

（1）灵敏度的测量:

在特定误码率条件下，用光功率计测量，记录光功率结果。

（2）眼图的观测:

用示波器观测眼图观测模块的“TP404”和光模FPGA模块的“TP719”并且用“TP719”作触发，观察眼图的波形。

（一）光发射机的指标

光发射机的指标测试包括：

半导体光源的P-I特性曲线测试、消光比（EXT）测试和平均光功率的测试。

1.半导体光源的P-I特性曲线测试

2.消光比（EXT）的测试

消光比定义为：

，式中P00是光发射机输入全“0”时输出的平均光功率即无输入信号时的输出光功率。

P11是光发射机输入全“1”时输出的平均光功率。

图1－1消光比（EXT）的测试实验原理框图

3、平均光功率的测试

光发送机的平均输出光功率被定义为当发送机送伪随机序列时，发送端输出的光功率值。

图1－2平均光功率的测试实验原理框图

光发实验中，各测试点定义如下：

P300：

数字信号源P100：

1310nm光发模块数字信号输入端

P718：

PN序列二TP109：

1310nm光发模块数字信号输出端

（二）光接射机的指标

光接收机的性能指标包括动态范围和灵敏度。

1、灵敏度

光接收机灵敏度的定义是：

在给定误码率或信噪比条件下，光接收机所能接收的最小平均光功率。

图1－3灵敏度测量实验原理框图

2、眼图观测

图1－4眼图观测实验框图

在接收机指标的测试实验中，各测试点的定义如下：

PN序列二输出P100：

1310nm光发端数字输入端口

U311：

八位拨码开关TP109：

310nm光发端数字输出端口

数字信号源

主要实验仪器：

（一）光纤通信实验系统1台

（二）光纤跳线1根

（三）光功率计1部

（四）万用表1部

（五）示波器1台

（六）误码仪1台

五、实验步骤

（一）光发机指标测试实验

1、测量光发射机P-I特性曲线

（1）准备工作：

由于P-I特性曲线实验采用的是数字信号，因此在光发模块要从数字输入端口接入；

将1310nm数字光发模块的拨码开关（J100）第一位拨到ON状态，第二位拨到OFF状态；

将1310nm光发模块的J101设置为“数字”。

（2）P-I特性曲线实验电压、功率的测量：

使输入到1310nm数字光发模块的信号始终为“1”，用万用表测量台阶插座的电压（TP101和TP100之间）U1（其中R124=51Ω），计算此时自动光功率控制所补偿的电流。

观察并记录此时光功率计的读数P1。

改变激光器注入的电流，观察电压及功率的变化，记录数据并填入表格，画出P－I特性曲线图。

（该实验要做六个不同点的测试）

表1-1P－I特性曲线图

P（uw）

u（v）

B.消光比的测量

消光比实验采用的是数字信号，因此在光发模块要从数字输入端口接入；

将1310nm数字光发模块的拨码开关J100第一位拨到ON状态，第二位拨到ON状态；

将1310nm光发体模块的RP100逆时针旋转到最大。

.

（2）消光比的测量：

使输入到1310nm数字光发模块的信号始终为“1”，观察并记录此时光发端机输出的光功率；

使输入到1310nm数字发光模块的信号始终为“0”，观察并记录此时光发端机输出的光功率。

（3）消光比的计算：

根据上面测量的结果运用公式计算出光发端机消光比。

C.平均光功率测量

（1）平均光功率测量实验采用的是PN序列二，因此在光发模块要从数字输入端口接入；

.

（2）平均光功率的测量：

用光功率计测量发送端输出的光功率值

（二）、光接收机的指标测试实验

A.光接收机灵敏测量

将1310nm数字光发模块的拨码开关J100第一位拨到ON状态，第二位拨到OFF状态；

将开关J101的短路塞调整到数字传输端，将RP100逆时针旋到最大；

将1310nm光收模块的电位器RP108逆时针旋到最大。

（2）误码仪的连接：

将误码仪的“发数据”端和1310nm光发模块数字发送端（P101）连接；

将误码仪的“收数据”端和1310nm光收模块数字信号输出端（P107）连接；

将误码仪的“发时钟”端和“收时钟”端用信号连接线连接。

（3）误码仪的设置：

将误码仪的“速率”设为2048K，“码图案”设为任意输入八位码“接口”设为TTL（或NRZ），“显示”设为“误码率”。

调节1310nm光收端电位器RP106、RP107，使误码仪的“失步”、“错码”、“无时钟”、“无数据”这四个指示灯灭。

（4）灵敏度的测量：

慢慢调大1310nm光发端电位器（RP100）的电阻值（向右旋转），使光收端机光功率慢慢减小，误码率慢慢增大，当误码率增大到10-5，用光功率机测得此时的光收端的光功率即为最小光功率Pmin；

B.眼图观测

眼图观测实验采用的是PN序列一，因此在光发模块要从数字输入端接入；

将1310nm光发模块的J100第1位拨为ON，第2位拨到OFF。

将1310nm光发模块的RP100逆时针旋转到最大。

J101设置为“数字”；

将1310nm光收模块的RP106顺时针旋到最大，RP108逆时针旋到最大。

（2）PN序列输入和输出的测量：

用示波器观测1310nm光发模块的输入信号和1310nm光收模块输出信号波形。

调节1310nm光收模块的RP107使示波器上的信号相同。

（3）眼图观测实验：

用示波器观测眼图观测模块的输出和光模FPGA模块的PN时钟序列一，并且用PN时钟序列作触发（注意：

示波器不能设置为交替触发）。

调节示波器的触发电平和触发释抑得到眼图，调节眼图观测模块输出，可观测到眼图张开、闭合的现象；

记录眼图的波形，并按图1－5所示测量出

。

图1－5模型化眼图

1.光接收机的灵敏度是多少？

2.画出眼图，并根据

和

计算出眼图的垂直张开度和水平张开度。

（一）请按照步骤认真实验，完成实验报告；

（二）请爱护仪器设备。