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1、38光纤接收系统实验光纤接收系统实验一、实验目的一、实验目的1.了解光收端机偏置电压的调整2.掌握光收端机的功能及电路工作原理3.掌握光收端机的灵敏度与动态范围的概念4.光收端机接口电路共模噪声及抑制方式二、实二、实 验验 内内 容容1.熟悉光收端机偏置电压的调整2.光收端机的动态范围测试实验3.光收端机的灵敏度测试实验4.光收端机接口电路共模噪声抑制方法二、实验电路工作原理二、实验电路工作原理光收端机主要完成光电信号的转换、小信号的检测、传送信息的数字信号或模拟信号的恢复等功能。1.1.电路组成电路组成光收端机方框图如图 8-1 所示,它由光检测模块、隔离器、主放大器和输出接口组成。光信号光
2、收端机方框图(1)(1)光检测模块光检测模块光检测模块主要用来完成光电的变换，它由接收光口、光检测管及低噪声放大电路光检测模 块输出接口主放大器隔离器TP702TP704TP703实验八 光纤接收系统实验39等组成。光检测管进行光电转换的实质是原子吸收一个光子的能量产生一个电子-空穴对，这 个电子-空穴对在电场作用下运动形成电流。a.a. 光接收模块的外形与管脚分布光接收模块的外形与管脚分布光接收模块的管脚分布与功能如图所示1 2 3 4 5 6 7 8 9光接收模块的管脚分布 b.b.光接收模块与光发送模块的典型电路连接光接收模块与光发送模块的典型电路连接光接收模块与光发送模块的典型电路连接
3、如图 8-5 所示。图 8-5 光接收模块与光发送模块的典型电路连接 管 脚功 能1N.C2OUT3GND4N.C5N.C6VCC7GND8N.C40C.C.注意事项注意事项光收模块的接收光口也有保护套，见图 8-6 所示，按逆时针旋松并拉出，注意旋转方向并保管好，在实验完成后立即重新套上。旋 松图 8-6 光检测模块的接收光口保护套示意图（2 2） 、电平转换电路、电平转换电路模块接收部分输出的电信号是 PECL 的差分信号，输出波形可由 TP702 和 TP703 测出，差分信号由 LM311 转换为 TTL 信号。2.2.实验电路实验电路光收端机的实验电原理图如图 8-7 所示。RX-G
4、ND1RX+2RX-3SD4VCC-RX5VCC-TX6TX-7TX+8TX-GND9U701 GNDGNDVCC-RXVCC-TXRX-1 RX+1TX+1R702 3KR706 510R709 100R710 100R712 150R711 150RX+1RX-11TP702R707 331TP703R708 331TP701R705 33R703 2KR704 2KR701 2KVCC23765184U702 LM311R715 100VCCW701 2KA02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E19DIR1U703
5、 74ALS245GND VCCTX+1PCM1OUTIMG1OUTPC1OUTWM1OUTCMI1OUT1TP70412 34 56 78 910 1112 1314 1516 1718 1920 2122 2324 2526J702SIP13X26BOUT1A2048图 8-7 光收端机电原理图图中 U701 为光接收模块，输出差分的 PECL 信号，U702 LM311 的作用是完成电平转换，即将差分信号转换成 TTL 电平，U703 74ALS245 作为驱动。3.3.光收端机的灵敏度光收端机的灵敏度实验八 光纤接收系统实验41光收端机的灵敏度是指在保证一定的误码率前提下，光接收机所允
6、许接收的最小光功率。灵敏度的单位为分贝毫瓦（dBm） 。4.4.光收端机的动态范围光收端机的动态范围光收端机的动态范围是指在保证一定的误码率前提下，光接收机所允许接收的最大光功率与最小光功率之比。动态范围通常用对数值来表示，单位为 dB。三、实验内容三、实验内容1. 观察光收模块输出的 PECL 信号波形2. 观察输出的 TTL 信号波形，并和发送模块的输入进行比较3. 调节发送电压（驱动电流） ，观测输出波形的变化四、实验步骤及注意事项四、实验步骤及注意事项1将甲方光发端机设置在发“电话发”工作状态，在乙方光收端机接收电路中设置在“电话入”状态，接通电话，测试 TP702 或 TP902 波
7、形，若测得的波形过小或输出失真可调 W701 或 W901。2. 用示波器测量 TP704 或 TP904 电压的幅度时，可将光纤从收端机模块的 ST 活动连接器中慢慢拔出（注意动作要轻）使输入的光功率逐渐减小，观察示波器的电压幅度的变化。3 动态范围和灵敏度的测试需要误码测试仪，其测试方框图及测试方法请参考实验十四。五、测量点说明五、测量点说明1 TP702(TP902):该测量点为光收端机的电光转换后输出的正极性差分电信号；2 TP703(TP903):该测量点为光收端机的电光转换后输出的负极性差分电信号；3 TP704（TP904）：该测量点为经电平转换后的 TTL 信号；4J702（J902）: 为输出跳线器，用于将光电转换后的信号分送到不同的后续电路；1） 、电话输出2） 、图象输出3） 、PC 机数据输出4） 、误码输出425） 、CMI 输出6） 、6B 数据输出7） 、方波信号输出六、实验报告要求六、实验报告要求1. 设计动态范围的测试方法。2. 设计灵敏度的测试方法。
