 |
Порядок выполнения лабораторной работы
|
|
|
|
1. Определение полосы пропускания волоконно-оптической линии связи:
1) с помощью оптического соединительного кабеля соедините оптический выход 5 с оптическим входом 7;
2) подключите выход генератора гармонического сигнала к входу 4 линии;
3) подключите вход осциллографа для контроля входного сигнала к входу 4;
5) подключите второй вход осциллографа для контроля выходного сигнала к выходу линии 7;
6) органами управления генератора установите амплитуду входного сигнала ~ 1 В;
7) изменяя частоту гармонического сигнала на входе линии и измеряя амплитуду сигнала на входе и выходе линии, определите АЧХ преобразователей (график привести в отчете);
8) используя второй оптический соединительный кабель, подключите последовательно отрезок оптического кабеля 10 длиной 12 м;
9) повторите измерения и сделайте вывод о влиянии дополнительных соединений и длины линии на полосу пропускания (график привести в отчете).
2. Исследование влияния погрешностей (неоднородностей) в стыках
оптоволоконных кабелей на затухание сигнала и определение технических
требований к точности изготовления оптических соединителей:
1) с помощью оптического соединительного кабеля соедините оптический выход 5 с оптическим входом устройства внесения неоднородностей в стык оптического кабеля 6;
2) с помощью второго оптического соединительного кабеля соедините второй оптический вход устройства 6 с оптическим входом опто-электронного преобразователя 7;
3) с помощью соединительного коаксиального кабеля подключите выход генератора импульсных сигналов к входу 4 линии;
4) подключите вход осциллографа для контроля входного сигнала к входу 4;
5) подключите второй вход осциллографа для контроля выходного сигнала к выходу линии 7;
|
|
|
6) органами управления генератора установите амплитуду входного сигнала равную ~1 В, длительность импульса порядка 10 мкс и частоту следования импульсов порядка 100 кГц;
7) наблюдая сначала визуально за совмещением световодов в устройстве 6 и вращая винты поперечного и продольного перемещения, добейтесь совмещения световодов, а затем по осциллографу – максимального значения сигнала на выходе;
8) снимите зависимости амплитуды выходного сигнала от поперечного и продольного смещения световодов. Измерения целесообразно проводить через четверть оборота винтов, что соответствует перемещениям 12.5 мкм (графики привести в отчете);
9) оцените необходимую точность совмещения оптоволокна исходя из допустимых потерь в 1 дБ.
3. Исследование распространения электромагнитных колебаний в кабелях в зависимости от сопротивления источника сигнала и нагрузки на импульсном сигнале:
1) с помощью коротких коаксиальных кабелей смоделируйте коаксиальную линию связи максимальной длины с отводом на контрольные разъемы 25 от середины линии;
2) с помощью соединительного коаксиального кабеля подключите выход генератора импульсных сигналов к входу 20 коаксиальной линии связи;
3) подключите вход осциллографа к входу 20 коаксиальной линии связи;
4) органами управления генератора установите амплитуду входного сигнала равную ~1 В, длительность импульса порядка 0.1 мкс и частоту следования импульсов порядка 50 кГц;
5) изменяя с помощью регулятора 22 нагрузку линии, проследите за изменением сигналов на входе линии (осциллограммы привести в отчете);
6) отсоедините нагрузку от линии и подключите вход осциллографа к выходу конечного 50-метрового звена линии, при этом линия будет иметь практически бесконечное сопротивление нагрузки (осциллограммы привести в отчете);
7) сравните осциллограммы сигналов на выходе линии с осциллограммами сигналов на входе, измерьте время распространения сигнала по линии;
|
|
|
8) изменяя входное сопротивление линии тумблером, нагрузка генератора, обратите внимание на изменение амплитуды импульса (осциллограммы привести в отчете).
4.Определение характера распространения сигналов в линии в зависимости от сопротивления нагрузки на гармоническом сигнале.
1) с помощью коротких коаксиальных кабелей смоделируйте коаксиальную линию связи максимальной длины с отводом на контрольные разъемы 25 от средины линии;
2) на вход линии подключают гармонический сигнал с частотой 10…20 МГц;
3) к контрольным гнездам линии 25 подключают вход осциллографа;
4) снимают семейство зависимости амплитуды сигнала на контрольных гнездах от частоты при различных сопротивлениях нагрузки линии от 0 до
2 ρ (графики привести в отчете);
5) сигнал на контрольных гнездах равен сумме подающей и отраженной волн. Фазовый сдвиг между падающей и отраженной волной зависит от электрической длины отрезков кабелей и частоты колебаний в линии. Изменяя частоту генератора, мы наблюдаем режим стоячей волны напряжения в кабеле, зависящий от степени согласования кабеля;
6) отключите нагрузку коаксиальной линии;
7) снимите зависимость амплитуды сигнала на контрольных разъемах от частоты (график привести в отчете).
5. Сравнительная оценка помехозащищенности линий при внешнем
воздействии электромагнитных полей:
1) с помощью штатных соединителей соберите линию связи на витой паре и коаксиальном кабеле максимальной длины и нагрузите их волновыми сопротивлениями. Входные сигналы на линии не подавать;
2) включите источник помех 26 и с помощью осциллографа, синхронизированного от встроенного источника помех, измерьте напряжение помехи на выходах линии, на витой паре и линии на коаксиальном кабеле;
3) сравните полученные результаты.
6. Проведение качественной оценки передачи телевизионного сигнала поволоконно-оптической линии связи с внесением неоднородностей в стык
оптического кабеля:
1) соберите установку по п. 2;
2) на электрический вход линии 4 подайте сигнал от встроенной телевизионной камеры 3;
3) выход опто-электрического преобразователя 7 соедините со входом встроенного монитора;
|
|
|
4) внося с помощью устройства 6 неоднородности в стык оптического кабеля, понаблюдайте на мониторе искажения видеоизображения.
7. Измерьте АЧХ коаксиального кабеля и витой пары в диапазоне частот 4…30 МГц.
Контрольные вопросы
1. Конструкция волоконно-оптических кабелей.
2. Полосы пропускания одномодового и многомодового волокна.
3. Особенности распространения световых волн одномодовом и многомодовом волокне.
4. Как влияет дисперсия мод на характеристики оптических волокон?
5. Какие длины волн оптического диапазона используют в телекоммуникационных системах?
6. На что влияет шаг скрутки витой пары?
7. Частотные характеристики витой пары, коаксиального кабеля и оптического волокна.
Лабораторная работа 2
|
|
|
