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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划光纤通信实验预习报告光纤通信实验报告1姓名学号时间地点实验题目半导体激光器P-I特性测试实验一、实验目的1、学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理2、了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系3、掌握半导体激光器P-I曲线的测试方法二、实验内容1、测量半导体激光器输出功率和注入电流，并画出P-I关系曲线2、根据PI特性曲线，找出半导体激光器阈值电流，计算半导体激光器斜率效率三、实验仪器1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱2、FC接口光功率计3、F
2、C-FC单模光跳线4、万用表5、连接导线1台1台1根1台20根四、实验步骤1、用导线连接电终端模块T68(M)和T94(13_DIN)。2、将开关BM1拨为1310nm,将开关K43拨为“数字”，将电位器W44逆时针旋转到最小。3、旋开光发端机光纤输出端口防尘帽，用FC-FC光纤跳线将半导体激光器与光功率计输入端连接起来，并将光功率计测量波长调整到1310nm档。4、用万用表测量T97和T98(TV-)之间的电阻值，找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系。5、将电位器W46逆时针旋转到底。6、打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮7、用万用表测量T97和T98(TV-)两
3、端电压。8、慢慢调节电位器W44，使所测得的电压为下表中数值，依次测量对应的光功率值，并将测得的数据填入表格中，精确到。9、做完实验后先关闭交流电开关。10、拆下光跳线及光功率计，用防尘帽盖住实验箱半导体激光器光纤输出端口，将实验箱还原。五、实验报告结果1、根据测试结果，算出半导体激光器驱动电流，画出相应的光功率与注入电流的关系曲线。2、根据所画的P-I特性曲线，找出半导体激光器阈值电流的大小。由上图可知：阀值电流Ith=3、根据P-I特性曲线，求出半导体激光器的斜率效率。半导体激光器的斜率K=P/I=/A4、实验结果及误差分析正确。将上表所得实验结果进行分析，绘制P-I特性曲线可得其阀值电流
4、大概在左右，同时也可以得到P-I特性是选择半导体激光器的重要参考。在选择时，应选阀值电流尽可能小，对应P值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样激光器工作电流小，工作稳定性搞，消光比大，而且不易产生光信号失真。六、思考题1、试说明半导体激光器发光工作原理。答：半导体激光器发光工作原理：半导体激光器是向半导体PN结注入电流，实现粒子数反转分布，产生受激辐射，利用谐振腔的正反馈，实现光放大而产生激光震荡。2、环境温度的改变对半导体激光器P-I特性有何影响？答：激光器的阈值电流随温度升高而增大，外围分子量效率随温度升高而减小，温度升高时，电流增大，外围分子量效率减小，输出光功率明显下降。3、分析以半
5、导体激光器为光源的光纤通信系统中，半导体激光器P-I特性对系统传输性能的影响。答：P-I特性是选择半导体激光器的重要依据。在选择时，应选阈值电流Ith尽可能小，对应P值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比大，而且不易产生光信号失真，并且要求P-I曲线的斜率适当，斜率太小，则要求驱动信号太大，给驱动电路带来麻烦；斜率太大，则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。光纤通信实验报告2姓名学号时间地点实验题目发光二极管P-I特性测试曲线一、实验目的1、学习发光二极管的发光原理2、了解发光二极管平均输出光功率与注入电流的关系3、掌握发光二极管P-I曲线
6、的测试二、实验内容1、测量发光二极管平均输出光功率和注入电流，并画出P-I关系曲线2、根据PI特性曲线，计算发光二极管斜率效率三、实验仪器1、ZY12OFCom23BH1型光纤通信原理实验箱2、FC接口光功率计3、850nm光发端机4、ST-FC多模光跳线5、万用表6、连接导线1台1台1个1根1台20根四、实验步骤1、用导线连接电终端模块T68(M)和T94(13_DIN)2、将开关BM1拨为850nm,将开关K43拨为“数字”，将电位器W44逆时针旋转到最小。3、装好850nm光发射机，用ST-FC光纤跳线将LED与光功率计输入端连接起来，并将光功率计测量波长调整到850nm档。4、用万用表
7、测量T97和T98(TV-)之间的电阻值，找出所测电压与半导体激光器驱动电流之间的关系。5、将电位器W46逆时针旋转到底。6、打开交流电源，此时指示灯D4、D5、D6、D7、D8亮7、用万用表测量T97和T98(TV-)两端电压。8、慢慢调节电位器W44，使所测得的电压为下表中数值，依次测量对应的光功率值，并将测得的数据填入表中，精确到。9、做完实验后先关闭交流电开关。10、拆下光跳线及光功率计，用防尘帽盖住实验箱半导体激光器光纤输出端口，将实验箱还原。五、实验报告结果1、根据实验记录数据，画出相应的光功率与注入电流的关系曲线根据上表可以画出P-I特性曲线：2、分析P-I特性曲线的意义。该实验
8、测量其电光转换特性，工作电流不同的时候，输出功率也不同，基本上是成线性关系，这说明LED的P-I曲线线性度好，调制时动态范围大，信号失真小。六、思考题1、说明发光二极管工作原理，比较分析发光二极管与半导体激光器发光原理的区别。发光二极管工作原理：它由一个PN结组成，具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。区别是：LED无谐振腔，无阈值2、环境温度的改变对发光二极管P-I特性曲线有何影响？LED温良特性较好，在一定范围内，温度变化对其影响不大。3、发光二极管P-I特性曲
9、线是否严格线性？为什么？并不是严格线性的。因为当电流过大时，曲线比较平坦，也就是功率增加不是线性的了，这是由PN结发热产生饱和现象，使P-I曲线的斜率减小。实验一用户电话接口实验一、实验目的1、掌握用户电话接口电路的主要功能2、了解实现用户接口电路功能芯片Am79R70的主要性能和特点二、实验内容1、掌握用户线接口电路的主要功能2、了解Am79R70的结构和工作原理3、了解电话接续的原理及其各种语音控制信号的波形三、实验仪器1、ZY1804I型光纤通信原理实验系统1台2、20MHz双踪数字示波器1台3、电话机2部4、连接导线20根四、实验原理1、用户线接口电路功能及其作用在现代通信设备与程控交
10、换中，由于交换网络不能通过铃流、馈电等电流，因而将过去在公用设备实现的一些功能放到“用户电路”来实现。在程控交换机中，用户电路也可称为用户线接口电路。根据用户电话机的不同，用户接口电路可分为模拟用户电话接口电路和数字用户电话接口电路。模拟用户电话接口电路与模拟电话相连，数字用户电话接口电路和数字终端相连，而在此实验箱中采用模拟用户电话接口电路。模拟用户线接口电路在实现时最大的压力应是能承受馈电、铃流和外界干扰等高压大电流的冲击，过去都是采用晶体管、变压器、继电器等分立元件构成，但随着微电子技术的发展，各种集成的SLIC相继出现，他们大都采用半导体工艺或是薄膜、厚膜会合工艺，性能稳定，价格低廉，
11、已实现了通用化。在程控交换机中模拟用户接口电路一般要具有B，R，S，C，H，T，O七项功能。具体含义是：1、馈电：向用户话机馈送直流电流。通常要求馈电电压为-48V，环路电流不小于18mA。2、过压保护：防止过压过流冲击损坏电路和设备。3、振铃控制：向用户话机馈送铃流，通常为25Hz/75Vrms正弦波。4、监视：监视用户线的状态，检测话机摘机、挂机与拨号脉冲灯信号已送往控制网络和交换网络。5、编解码与滤波：在数字交换中，它完成模拟话音与数字码间的转换。编译码通常采用PCM码的方式，其编码器和译码器统称为CODEC。相应的防混叠与平滑低通滤波器的带宽范围为：300Hz3400Hz，编码速率为6
12、4Kb/s。6、混合：完成二线与四线的转换功能，即实现模拟二线双向信号与PCM发送和接收数字四线信号之间的分离。7、测试：对用户电路进行测试。模拟用户接口电路的结构如图所示：图1-1模拟用户接口电路框图2、用户线接口电路在本实验箱中，用户线接口电路芯片选用Legerity公司生产的模拟用户线接口芯片Am79R70。Am79R70是一种功能较强的用户线接口芯片，它除了拥有用户接口电路常用的7种功能中的6种外，还拥有电流限制、挂机传输、极性反转、tip开路和环路检测等功能。其内部电路结构原理框图如下：HPAHPBVBAT2VBAT1RYOUT1RYERYOUT2D1D2C1C2C3E1/DETRS
13、NVTXRDRINGINRDCRDCRRSGLRSGHB2ENVCCVNECBGNDAGND/DGND图1-2Am79R70内部功能模块图其中Am79R70需要VCC，VEE，VBAT1，VBAT2四种电源电压。其中VCC为+5V，VEE为-5V，此电压可由Am79R70内部的负电压调整可得。VBAT2的电压幅度范围为-19-48V，VBAT1的电压幅度范围为-40-67V，标准值为-48V。振铃、环路状态检测的功能主要通过控制字输入端C3，C2，C1及摘挂机检测输出端/DET来控制，当C3C2C1输入为001时，Am79R70处于振铃模式，当C3C2C1输入不是001时，Am79R70进入其
14、他工作模式，同时使与其相连的话机振铃截止。当C3C2C1输入为010时，话机处于通话状态。Am79R70的/DET脚的输出可以指示用户的摘挂机状态，当用户摘机时，Am79R70的/DET脚输出低电平，挂机时输出高电平。实验箱中电话间的通信及信号的控制主要由单片机和FPGA来共同完成，我们称之为控制处理单元，其工作过程如下：当用户1摘机时，与它相连的Am79R70的/DET脚输出低电平，向控制处理单元指示用户1已经摘机，同时摘机指示灯亮。此时控制处理单元向用户1的Am79R70的控制端C3C2C1输出010使其处于通话连接状态，同时对用户1的摘机的信息进行处理。在通话连接状态下，用户的信息经过A
15、m79R70的两线接口及信号传输模块可以直接输出到编解码芯片和收发器。控制处理单元向用户1送拨号音，用户1听到此音后拨号。控制处理单元根据用户1的所拨的号码定位到用户2，并向与用户2连接的Am79R70的控制端输出001，以使得用户2所连接的Am79R70处于振铃状态，同时向用户1发送回铃音或忙音。在振铃状态下，Am79R70开始NO应答YESNO挂机图1-4电话呼叫控制流程图五、实验步骤1、用连接线连接中央控制器的D_IN和D_OUT，将中央控制器K1拨为“主”，分别接好两部电话机。2、将PCM编译码模块的开关K301，K401，K402，K403和K404分别拨向下。3、将拨码开关K703(A机号码)的值拨为“0001”，使A机号码为3201；拨码开关K704(B机号码)的值拨为“0010”，使B机号码为32
