 |
Использование приемников FOTEx для получения цифровых сигналов.
|
|
|
|
В следующей части эксперимента вы изучите работу приемников FOTEx при получении цифровой информации с оптоволоконной линии связи.
8.3.1. Закройте ВП Генератора функций.
8.3.2. Разберите собранную схему.
8.3.3. Выберите один из передатчиков с красным светодиодом и установите его переключатель режимов Mode в положение DIGITAL (Цифровой).
8.3.4. Выберите один из приемников и установите его Gain Range (Диапазон усиления) на LO.
8.3.5. Поверните ручку Variable Gain (Регулируемый коэффициент усиления) этого приемника против часовой стрелки до упора.
8.3.6. Соберите схему, как показано на рисунке 8, используя настроенные вами на шагах 7.3.3.-7.3.5 модули.
Выполненные соединения можно представить блок-схемой, изображенной на рисунке 9. Сигнал с выхода 10 kHz DIGITAL Генератора опорных сигналов используется для тактирования Генератора последовательностей, который выдает цифровые ТТЛ-данные на выходе X. Этот генератор последовательностей периодически подает на выход 31-разрядную последовательность данных, что позволяет стабилизировать изображение на экране осциллографа, используя в качестве сигнала запуска осциллографа импульсы с выхода SYNC генератора последовательностей. [Примечание: было бы невозможно осуществить запуск осциллографа, если бы использовались реальные цифровые данные]. Далее этот цифровой сигнал используется как сообщение для передатчика с красным светодиодом, преобразуя сигнал в свет и передавая по оптоволоконному кабелю на приемник, который преобразует свет обратно в электрический сигнал.
| Master Signals - генератор опорных сигналов, Sequence Generator - Генератор последовательностей, Digital Message To СH О - цифровое сообщение к каналу 0, Transmitter (Red) - передатчик (с красным светодиодом), Receiver - приемник. Recovered message То СИ 1 - Восстановленное сообщение к каналу 1 |
8.3.7. Измените следующие настройки осциллографа:
|
|
|
▪ Coupling (связь с источником сигнала) для обоих каналов:DС (постоянный ток) вместоАС (переменный ток)
▪ Timebase (Масштаб по оси времени): 200 мкс/дел. вместо 500мкс/дел.
▪ Vertical Position (Смещение по вертикали) канала 1:-5В вместо 0В
▪ Trigger Туре (Тип запуска): Digital (цифровой)
Примечание: Когда вы это сделаете, сможете наблюдать на экране фрагмент 31-разрядной последовательности и ее копии на выходе приемника.
8.3.8. Чтобы проверить ваш ответ на вопрос 8. 11, измените подключение канала 1 осциллографа, как показано на рисунке 10.
Попросите преподавателя проверить результаты вашей работы, прежде чем завершить эксперимент.
9. Контрольные вопросы.
9.1. Почему при передаче цифровых данных по оптоволокну важно, чтобы интенсивность света не изменялась (за исключением полного отключения)?
9.2. Обратите внимание, что пороговые напряжения для изменения логического уровня на 0 и на 1 различаются. Это называется эффект гистерезиса, и сделано специально (когда передатчик работает в цифровом режиме). Почему это полезно?
9.3. Сколько уровней интенсивности между минимумом и максимумом имеет светодиод?
9.4. Почему на высоких частотах кажется, будто светодиод перестает вспыхивать?
9.5. Что изменилось в поведении светодиода при увеличении амплитуды сигнала?
9.6. Какое искажение эта проблема вызовет на стороне приемника?
9.7. Как называется искажение, появляющееся на выходе приемника?
9.8. Что вызывает искажение нижних пиков сигнала?
9.9. Что вызывает искажение верхних пиков сигнала?
9.10. Как вы считаете, будет ли приемник с зеленым светодиодом вести себя по-другому, чем приемник с красным светодиодом при выполнении тестов, описанных в части 7.3. эксперимента? Поясните ваш ответ.
|
|
|
9.11. По вашему мнению, что изменилось бы, если бы вы наблюдали сигнал на аналоговом выходе приемника, а не на цифровом?
Лабораторная работа № 12
Реализация метода PCM-TDM "T1" передачи данных
Цель работы.
Исследовать двухканальную ИКМ - систему связи по оптическому кабелю с использованием модулей передачи и приема FOTEx.
Литература.
2.1. Бэрри Дункан. Эксперименты с современными волоконно-оптическими системами связи для NITM ELVIS I и II. Emona FOTEx Руководство к лабораторному практикуму. - Австралия, 2009. (Перевод на русский язык: учебный центр «Центр технологий National Instruments» НГТУ Российский филиал корпорации National Instruments).
Подготовка к работе.
Подготовить бланк отчета.
3.1.1. Номер и наименование работы.
3.1.2. Цель и задачи работы.
3.1.3. Основное оборудование.
3.1.4. Схемы подключения приборов.
3.1.5. Ответить на контрольные вопросы.
3.1.4. Выводы по результатам выполнения работы.
3.2. Ответить на вопросы для допуска к работе.
3.2.1. Назначение и типы передатчиков оптического излучения.
3.2.2. Принцип работы передатчиков оптического излучения.
3.2.3. Достоинства и недостатки передатчиков оптического излучения.
3.2.4. Основные характеристики передатчиков оптического излучения.
3.2.5. Назначение и типы приемников оптического излучения.
3.2.6. Принцип работы приемников оптического излучения.
3.2.7. Достоинства и недостатки приемников оптического излучения.
3.2.8. Основные характеристики приемников оптического излучения.
Основное оборудование.
4.1. Персональный компьютер с соответствующим установленным программным обеспечением.
4.2. NI ELVIS II с USB-Кабелем и блоком питания.
4.3. Модуль расширения Emona FOTEx для выполнения экспериментов.
4.4. Два проводника с разъёмами BNC - "банан" (2 мм).
4.5. Набор соединительных оптических проводников.
4.6. Набор соединительных проводников с разъёмами типа "банан" (2 мм).
Задание.
5.1. Изучите краткие теоретические сведения.
5.2. Настроить систему ИКМ - кодирования и декодирования.
5.3. Собрать двухканальную систему PCM-TDM.
5.4. Заменить медного кабеля оптоволоконным.
5.5. Восстановить сигнал битовой синхронизации.
Меры безопасности.
|
|
|
6.1. Соблюдайте меры безопасности при работе на ПК.
6.2. Соблюдайте меры безопасности при работе с оборудованием под напряжением питания 220В.
6.3. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ! Не смотрите прямо на источник КРАСНОГО или ЗЕЛЕННОГО света.
6.4. Не смотрите прямо на оптоволокно, подключенное к источникам КРАСНОГО или ЗЕЛЕННОГО света.
7. Краткие теоретические сведения.
В лабораторной работе № 9 было показано, каким образом импульсно-кодовая модуляция (РСМ) может быть скомбинирована с временным разделением каналов (TDM) для увеличения количества пользователей цифрового канала. В сущности, в этом работе была смоделирован телекоммуникационный прием, известный как множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA). В лабораторной работе № 10 объяснялись принципы восстановления сигнала битовой синхронизации и демонстрировалось, как можно генерировать локальный сигнал битовой синхронизации ИКМ-декодера из ИКМ-сигнала. Это необходимая часть современных систем телекоммуникаций. В лабораторной работе № 11 было показано, как цифровая (и аналоговая) информация передается по оптоволокну - еще одна особенность современных телекоммуникаций.
В этом работе вы объедините концепции, изученные в предыдущих лабораторных работах. Другими словами, для этой лабораторной работы вы создадите двухканальную систему PCM-TDМ, которая передает данные по оптоволокну и использует восстановление сигнала битовой синхронизации для создания локальных синхроимпульсов ИКМ-декодера. Это означает, что вы фактически создадите модель системы Bell «Т1» (хотя только с двумя каналами и ИКМ - данными вместо линейного кода).
|
|
|
