光学基础实验四报告模板最新版.docx

1、光学基础实验四报告模板最新版实验一 简单信号光发送和接收实验姓名 陈晓莉 学号 912104520103 同组实验者 李增 时间 2015.9.22 一、 实验目的1、 了解光纤通信实验系统的结构及各个模块的功能。2、 熟悉各个信号测试点。3、 掌握系统调试方法。二、 实验内容1、 观察光通信设备各个功能模块。2、 用示波器观察光发送模块和光接收模块各测试点信号波形。3、 完成系统调试三、 实验原理（简略叙述）整套系统含1550nm和1310nm两个波长通道，每个通道均可传输模拟信号和数字信号。系统含有模拟信号产生模块和数字信号产生模块，模拟信号产生模块能产生正弦波、三角波和锯齿波等模拟信号。

2、数字信号主要有方波、CMI码和本地2M伪随机序列等数字信号。系统还含有CMI、PCM、HDB3编译码电路、误码率测试电路等等。四、实验步骤及现象1、 熟悉光通信系统的工作原理及结构组成，熟悉示波器。2、 打开系统电源，观察电源指示灯是否正常。3、 选择1550nm或1310nm通道进行模拟信号和数字信号传输的测试，调节相应点使得接收到的信号不失真。4、 记录各测试点信号波形、幅度及频率。5、 完成实验，关闭系统电源。五、实验数据1、数字信号（方波）发送和接收检测点波形（标注幅度、频率或周期）数字信号源（TP102）1550nm LD加载信号（TP103）1550nm 光接收端信号(TP104)

3、2、模拟信号（正弦波）发送和接收检测点波形（标注幅度、频率或周期）模拟信号源（TP101）1550nm LD加载信号（TP103）1550nm 光接收端信号(TP104)1550nm 处理后的信号(TP106)实验二 光线路CMI码实验姓名 陈晓莉 学号 912104520103 同组实验者 李增 时间 2015.9.22 一、 实验目的1、 了解CMI编译码原理。2、 掌握CMI光传输原理。二、 实验内容1、 完成CMI编译码、光传输电路调试。2、 用示波器观察各测试点信号波形，比较码型变化及相位延迟。三、 基本原理1、CMI编码原理CMI（Coded Mark Inversion）即编码传

4、号反转，表18.1给出了其编码规则，传号1由11和00交替表示（若前一个1为11，则当前1采用00表示，如此类推），而空号0则固定地用01表示。表18.1 CMI编码规则输入二元码CMI码型001100和11交替出现图18.1给出了CMI编码的波形示例，由于一个码元变成了二个，因此它属于二电平的1B2B码。CMI具有双相码的特点，不怕信道相位的反转（信息码为“1”时两个线路码相同；信息码为“0”时，两个线路码相反，信道相位反转后，仍有此性质），并且具有一定的纠错能力，易于实现，易于提取定时时钟，因此在低速系统中选为传输码型。在ITU-T的G.703建议中，规定CMI为四次群（139.264Mb

5、it/s）的接口码型。图18.1 CMI与二元码的转换关系图18.2给出了CMI的编码原理框图，编码电路接收来自信号源的单极性非归零码（NRZ），并把这种码型变换成为CMI码送至光发送机。输入若是传号，则翻转输出；若是空号，则打开门开关，使时钟反向输出，电路原理如图18.3所示。图18.2 CMI编码框图图18.3 CMI编码原理电路图实验系统中采用了可编程逻辑器件（PLD）来实现CMI的编译码。2、CMI译码原理当时钟和信道码对齐时，如果输入的是“11”或“00”，则输出“1”；如果输入的是“01”，则输出“0”。问题的关键是怎样将一系列的码元正确地2个2个分组。经过传输以后的CMI码首先要

6、提取位同步时钟，接着抽样判决。此时CMI码流和发送的码流在波形上没有区别（忽略误码情况），但是2个2个分组，却有两种不同的情况，一种是正确的，可以得到正确的结果，而另一种则会导致译码的错误。结合CMI码流的特点，有两种可以正确分组的方法：a、 如果在码流中检测到了0101的，那么可以将紧挨着的2个码元分为一组；b、 如果在码元中检测到1到0的跳变后，则可以将下降沿后的2个码元分为一组。一般情况下，方法b更可以尽快地实现正确分组，接下来就是根据编码规则进行译码了，这里介绍三种具体的解决方案：第一种方案：原理框图如图18.4所示：图18.4 方案一原理框图从位同步时钟分离出两路时钟，它们和位同步时

7、钟同频，但是占空比不同，两路时钟的占空比都是25，但是两者之间相差半个周期，这样就可以将每组中两个码元分开，从而形成第一路和第二路信号，在两路时钟信号的正确作用下比较两路信号，便可以将CMI编译出来。第二种方案：原理框图如图18.5所示：图18.5 方案二原理框图可以看到，方案二本质上与一是一致的，差别在于找到正确分组的方法，它利用二分频以后的上升沿和下降沿来读取两路信号，即码流检测的方法b。第三种方案：原理框图如图18.6所示：图18.6 方案三原理框图这里的译码思路稍有变化，CMI码流经过串并转换后，在二分频的位同步时钟的作用下读出，进行比较译码。四、 实验步骤1、首先将键盘功能键选择为“

8、CMI”并按确认键确认。2、光发单元A的功能开关KP101、KP102拨向数字端，光收单元A的KP103拨向数字端，KP104拨向PN OUT端，调节RP108，使得TP107的信号幅度调整在3.0V左右，XP105的两个短路帽分别插入“CMI”和“PN OUT”功能脚位置。3、测试TP501、TP102/103、TP104/107、TP602d等点波形。4、对光传输前后的CMI码进行比较。5、对编码之前和译码之后的PN序列进行比较。6、按实验报告要求记录各测试点波形。五、实验数据检测点波形（标注幅度，注意延迟对比）PN信号源（TP501）经光传输并解码后的PN序列（TP602）1550nm

9、光发送端CMI码(TP102)1550nm 光接收端CMI码(TP104)实验三 模拟话音传输实验姓名 陈晓莉 学号 912104520103 同组实验者 李增 时间 2015.9.22 一、 实验目的1、 了解光纤通信模拟电话原理。2、 了解系统的性能与测试。二、 实验内容1、 完成系统通话通道调试。2、 实现模拟话音通话。三、实验原理语音电话光纤传输实验系统框图见图19.1所示。 光纤图19.1 模拟电话光纤传输示意图模拟基带直接强度调制的光纤传输系统对光发端机的要求是（1）输出功率要大，这样，在接收灵敏度一定时，发送光功率越大，允许系统传输损耗越大，系统的传输距离越长（2）输出光功率温度

10、稳定性要好，这样才能保证各种温度时的传输距离。（3）调制度m要大。m大接收机的信噪比就高。也就是说接收机的灵敏度就高。但m不能太高，它要受到光源的P-I特性曲线两端弯曲部分非线性制约。（4）非线性失真要小。模拟光接收机的要求（1）信噪比要高（2）频带要宽（3）幅度特性要好。在模拟基带直接强度调制光纤传输系统中，为使电路简单，检测器一般采用PIN管。前置放大器的作用是把来自光检测器的微弱信号放大，前置输入的信号是全系统中最低的，所以前放决定全系统的信噪比，同时前放也决定系统的灵敏度。主放的功能是把前放输出的信号进行高倍的放大，放大到系统需要的适合电平。由于主放是一个宽频放大器，很容易产生自激，必

11、须设计良好的电源去耦合电路以防主放自激。模拟系统要求信号的信噪比高，信号非线性失真小，这可以在输入测试点TP101和输出测试点TP106做测试，将TP404和输出测试点TP705送入双踪示波器的2个通道(CHA、CHB)、可以先测方波信号，然后送入三角波，再送入正弦波信号，最后送入模拟话音信号，并通过双方的通话来判断模拟系统的性能，若要精确测试可以用话路特性测试仪进行测试。四、实验步骤及现象1、将键盘功能键选择为“模拟电话”并确定。2、光发单元A的功能开关KP102拨向模拟端，光发单元B的功能开关KP201、KP203拨向模拟端，P202的短路帽插入“模拟电话” 功能位，光收单元A的KP103

12、拨向模拟电话端，XP105的短路帽插入模拟电话功能位，光收单元B的KP204拨向“模/数”端，KP205拨向模拟端，XP206的短路帽插入模拟电话功能。3、电话接口电路单元A、B的功能开关KP901、KP902均拨向“模拟”端, 电话插口XS901、XS902分别插入话机提起话筒按拨号键双方都应听见清晰的拨号音和通话声。（前提是在发送接收的两通道都调试一致） 4、用示波器在线路中TP101处观察模拟语音的波形变化，比较讲话声音大或小时所测得的波形的变化。实验四 声光调制特性测试及分析实验姓名 陈晓莉 学号 912104520103同组实验者 孙玲 李增 时间 2015.9.27 一、实验目的：

13、二、实验仪器（仪器名称及仪器编号、样品描述）三、实验原理：（简略叙述）四、实验步骤及现象（详细）五、实验数据1、直流偏压对输出特性的影响：（1）输入信号波形（2）输出信号上失真波形（直流偏压： ）（3）输出信号下失真波形（直流偏压： ）（4）输出信号双失真波形（直流偏压： ）（5）输出信号不失真波形（直流偏压： ）2、偏转角测量及超声波波速计算次数123平均L(mm)d(mm)F=100MHz， 实验五 电光调制特性测试及分析姓名 陈晓莉 学号 912104520103 同组实验者 孙玲 李增 时间 2015.9.27 一、实验目的二、实验仪器（仪器名称及仪器编号、样品描述）三、实验原理（简略叙述）四、实验步骤及现象五、实验数据1、单轴晶体偏振图、双轴晶体偏振图（正负极性各一张）2、直流输出特性测量直流偏压（V）光强幅值（V）直流偏压（V）光强幅值（V）3、根据测得数据拟合直流输出特性曲线（纵坐标光强，横坐标直流偏压）4、直流偏压对输出特性的影响（1）输入信号波形（2）输出信号上失真波形（直流偏压： ）（3）输出信号下失真波形（直流偏压： ）（4）输出信号倍频失真波形（直流偏压： ）（5）输出信号不失真波形（直流偏压： ）5、晶体半波电压