光通讯实验研究 吕英波
光通信系统 ▪ 大气通信 光在大气中传播的通信方式，容易受到空气的吸收、散射、 折射干扰而使光信号衰减，传播方向发生变化，但大气通信 设备简单，可用于人造卫星或宇宙飞船之间信息传输； ▪ 光纤通信 利用激光在光导纤维中的传播传输信息的，通信容量大， 损耗小，保密性好
光通讯原理 ▪ 光直接调制 当要传递的声音或 图像信息通过话筒 或摄像装置转换成 的电信号与直流电 压同时加在光源上 时，光源发出的光 的强度变化与电信 号变化相同。 电源 话筒或摄像装置 光源 光电转换器 放大器 扬声器或显示器 发送 接收 光纤或大气 T I F T U T V T F T
实验仪器介绍 光通讯发送实验仪
实验仪器介绍 光通讯接收实验仪
实验内容和步骤 一、利用不同光源传送声音 ▪ 1. 硅光电池组件接入接收收仪面板中的INPUT插座中，接通 电源，喇叭发出噪声杂音。 ▪ 2. 连接发光二极管组件（LED）发送仪面板上的LED插座， 接通发送仪电源，发送仪面板上的输入选择开关拨到“蜂鸣” 位置，靠近发光管和硅光电池组件，调节发送仪“输出开关” 插座上方的电位器，发光管亮，此时接收仪发出音乐声音。 ▪ 3.改变LED与硅光电池的距离，观察信号强弱与距离的关系。 ▪ 4.将光源（发光二极管）放在透镜1的焦距附近，使其发出 的光经透镜1后变成平行光，再经过一段距离后，经透镜2聚 焦后照射在硅光电池上，上下和左右调节透镜的位置，使声 音清晰响亮。观察透镜对光通讯信号传输的影响。 ▪ 5.发送仪面板上的输入选择开关拨到RADIO位置，连接收音 机耳机插座和发送仪面板上RADIO 插孔，打开收音机，收 音机开到适当的音量，可听到接收仪发出收音机的声音
实验内容 一、利用不同光源传送声音 ▪ 6. 即在发送仪的小电珠插孔插上小电珠（灯泡）组件，调节 上方的输出选择开关到“小电珠”档，重复上述操作。 ▪ 7.改发送光源为激光，即在发送仪的LASER插孔插上激光组 件，拨输出开关到LASER位置，即打开激光组件的电源开关， 激光器发出红色激光，让激光对准硅光电池，接收仪依照输 入的选择发出相应的声音。可试一试其传输多远距离仍能听 到声音。 ▪ 8.将激光束对准光纤接口，光纤接口的另一端对准硅光电池， 简洁方便地实现了通过光纤传输信号。 ▪ 9.改用发光管发出的光对准光纤接口，实现发光二极管通过 光纤介质传输信号
光通讯原理 ▪ 信号失真 不同频率的信号经过传输后的 衰减不同 ◼ 频带宽度 fL与fH之差 B U0 fL 0.707U0 fH 输出电压幅度与频率的关系
实验内容 一、测量光通信的频带宽度 ▪ 信号输入 (1)光通信实验发送仪“输入选择”置“信号输入”档； (2)发送仪器信号输入端与低频信号发生器相连接； (3)接收仪输出端（监测）与万用表相连接。 (4)发光二极管与硅光二极管尽量靠近，不加透镜，并用外罩住。 ◼ 估测发光二极管光通信的fL和fH (5)输入正弦波信号的电压幅度值为5伏左右（5Vp—p）。 (6)从低到高调节信号发生器输出频率，找出接收仪输出端电压最大值为 U0，测出信号发生器输出频率并记录。 (7)改变信号信号发生器所发信号的频率，测量接收仪的输出电压，记录 该电压降低为1/ U0时所对应的两个频率fL和fH 。 ▪ 测量激光光通信的fL和fH ： 信号发送光源换成激光器，输入正弦波信号的电压幅度值为0.5V左右 （0.5 Vp—p）,测量方法同上，测出fL和fH 。 ▪ 测量小电珠光通信fH ：发光二极管改为小电珠，方法同上，测 出fH 。 2
