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光纖通信實驗箱--數字光收端機的動態范圍測量


一、實驗目的
1.熟悉數字光收端機動態范圍的概念;
2.掌握數字光收端機動態范圍的測試方法。
 
二、實驗儀器
1.光纖通信實驗箱
2.20M雙蹤示波器
3.光功率計(FC-FC單模尾纖)
4.可調衰減器(FC-FC)(高精度)
5.外置誤碼測試儀(選用)
6.信號連接線   2根
 
三、基本原理
光收端機的動態范圍是指在保證一定的誤碼率前提下,光接收機所允許接收的最大和最小光功率之比的分貝數。其計算公式如下:
(dB)                  (式5.1)
它表示了光收端機對輸入信號變化時的適應能力。在測試光收端機的動態范圍時,其測量方法是:首先用誤碼測試儀向光發射端機的數字驅動電路發送的偽隨機序列作為測試信號,調整光衰減器使其衰減值逐漸減小,從而使輸入光收端機的平均光功率逐步增大,使系統處于誤碼狀態,并且使得系統測試得到的誤碼率為,測得此時的光功率即為光收端機的最大光功率,這也就是光收端機的動態范圍的上限Pmax。實驗測量結構示意圖如圖4.1所示。關于光收端機的動態范圍的下限Pmin,測試與靈敏度完全相同。同樣本實驗系統中,作為演示性測試實驗,僅要求這里的誤碼率達到時作為測量的指標要求。
本實驗系統自帶誤碼測試儀功能,前面實驗已做介紹。另外,為方便其它實驗的操作,本實驗系統提供的一體化數字光端機在出廠時,已對光發端機功率上限做了限制,以保證理想信道下光接收機的正常工作。所以,這里我們將測得的光發端機最大功率視為動態范圍上限。
 
四、實驗步驟
1.關閉系統電源,按照圖4.1將1550nm光發射端機的TX1550法蘭接口、FC-FC單模尾纖、法蘭式可調衰減器、1550nm光接收端機的RX1550法蘭接口連接好。注意收集好器件的防塵帽
2.信號連接線分別連接P108、P203和P204、P111鉚孔。即構成如4.1圖示測量結構示意圖。
3.打開系統電源,液晶菜單選擇“光纖測量實驗—接收靈敏度”,確認。調節W205即改變送入光發端機信號(TX1550)幅度最大(不超過5V)。慢慢調節可調衰減器(減少衰減量),直至在一定調節范圍內,誤碼狀態一直顯示為“正常”。保持此時可調衰減器狀態。
4. 按“返回”鍵,選擇“光纖測量實驗—接收靈敏度”,確認。刷新誤碼儀,此時誤碼狀態應該一直顯示為“正常”。慢慢調節可調衰減器,增加衰減量,即使進入光收端機的光功率逐漸減小,出現誤碼率或者誤碼率逐漸增大。當誤碼率達到時,誤碼狀態顯示即由“正常”切換為“誤碼”。此時可以反調衰減器減少其衰減量,在誤碼狀態切換點停止調節,保持此時可調衰減器狀態。
5.如圖4.1所示,斷開光接收端機,測量可調衰減器的輸出光功率Pmin(mW),即為此光收端機的動態范圍下限。注意操作過程中,不可改變可調衰減器狀態。
6.重復步驟3,刷新誤碼儀。慢慢調節可調衰減器,使衰減量減至最小。測量此時可調衰減器的輸出光功率Pmax(mW)。
7.代入公式5.1,算出此光收端機的動態范圍D
8.關閉系統電源,拆除各光器件并套好防塵帽。
注:本實驗也可選擇工作波長為1310nm的LD光發射端機。如果用外置誤碼測試儀,實驗步驟2中的操作請參見其配套說明書。
 
五、實驗結果
1.記錄數字光接收端機的動態范圍D,標上必要的實驗說明。
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