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光纤通信实验箱--数字光收端机的动态范围测量


一、实验目的
1.熟悉数字光收端机动态范围的概念;
2.掌握数字光收端机动态范围的测试方法。
 
二、实验仪器
1.光纤通信实验箱
2.20M双踪示波器
3.光功率计(FC-FC单模尾纤)
4.可调衰减器(FC-FC)(高精度)
5.外置误码测试仪(选用)
6.信号连接线   2根
 
三、基本原理
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和最小光功率之比的分贝数。其计算公式如下:
(dB)                  (式5.1)
它表示了光收端机对输入信号变化时的适应能力。在测试光收端机的动态范围时,其测量方法是:首先用误码测试仪向光发射端机的数字驱动电路发送的伪随机序列作为测试信号,调整光衰减器使其衰减值逐渐减小,从而使输入光收端机的平均光功率逐步增大,使系统处于误码状态,并且使得系统测试得到的误码率为,测得此时的光功率即为光收端机的最大光功率,这也就是光收端机的动态范围的上限Pmax。实验测量结构示意图如图4.1所示。关于光收端机的动态范围的下限Pmin,测试与灵敏度完全相同。同样本实验系统中,作为演示性测试实验,仅要求这里的误码率达到时作为测量的指标要求。
本实验系统自带误码测试仪功能,前面实验已做介绍。另外,为方便其它实验的操作,本实验系统提供的一体化数字光端机在出厂时,已对光发端机功率上限做了限制,以保证理想信道下光接收机的正常工作。所以,这里我们将测得的光发端机最大功率视为动态范围上限。
 
四、实验步骤
1.关闭系统电源,按照图4.1将1550nm光发射端机的TX1550法兰接口、FC-FC单模尾纤、法兰式可调衰减器、1550nm光接收端机的RX1550法兰接口连接好。注意收集好器件的防尘帽
2.信号连接线分别连接P108、P203和P204、P111铆孔。即构成如4.1图示测量结构示意图。
3.打开系统电源,液晶菜单选择“光纤测量实验—接收灵敏度”,确认。调节W205即改变送入光发端机信号(TX1550)幅度最大(不超过5V)。慢慢调节可调衰减器(减少衰减量),直至在一定调节范围内,误码状态一直显示为“正常”。保持此时可调衰减器状态。
4. 按“返回”键,选择“光纤测量实验—接收灵敏度”,确认。刷新误码仪,此时误码状态应该一直显示为“正常”。慢慢调节可调衰减器,增加衰减量,即使进入光收端机的光功率逐渐减小,出现误码率或者误码率逐渐增大。当误码率达到时,误码状态显示即由“正常”切换为“误码”。此时可以反调衰减器减少其衰减量,在误码状态切换点停止调节,保持此时可调衰减器状态。
5.如图4.1所示,断开光接收端机,测量可调衰减器的输出光功率Pmin(mW),即为此光收端机的动态范围下限。注意操作过程中,不可改变可调衰减器状态。
6.重复步骤3,刷新误码仪。慢慢调节可调衰减器,使衰减量减至最小。测量此时可调衰减器的输出光功率Pmax(mW)。
7.代入公式5.1,算出此光收端机的动态范围D
8.关闭系统电源,拆除各光器件并套好防尘帽。
注:本实验也可选择工作波长为1310nm的LD光发射端机。如果用外置误码测试仪,实验步骤2中的操作请参见其配套说明书。
 
五、实验结果
1.记录数字光接收端机的动态范围D,标上必要的实验说明。
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