Лабораторные работы по физике

Задачи по электротехнике, физике
Расчет выпрямителей, работающих на нагрузку
с индуктивной реакцией
Рассчитать параметрический стабилизатор напряжения
ПРИНЦИП РАБОТЫ ВЫПРЯМИТЕЛЯ
Двухполупериодный мостовой выпрямитель
СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ
ПРИМЕР РАСЧЕТА
ГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА СТАБИЛИЗАТОРА
Схема стабилизатора со сглаживающим фильтром.
Лабораторная работа
ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
ФОТОПРИЁМНИКИ
ИЗУЧАЕМАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ
ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЛОКОННЫХ
СВЕТОВОДОВ
Практическая часть работы
РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРОВ МАЛОЙ МОЩНОСТИ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА
Конструктивный расчет обмоток
 

ИЗУЧАЕМАЯ ЛИНИЯ СВЯЗИ

Электрическая схема и конструкция

Изучаемая линия связи (рисунок 14) состоит из передающего модуля (ПОМ), оптического волокна и приёмного модуля (ПРОМ). ПОМ предназначен для преобразования последовательности электрических импульсов с частотой следования от 10кГц до 17МГц, задаваемых импульсным генератором, в последовательность импульсов оптического излучения.

Рисунок 14 – Схема изучаемой ВОЛС

Схема ПОМ представлена на рисунке 15. Диод VD1 предохраняет схему при неправильном подключении к источнику питания. Резистор R1=100Ом служит для согласования по входу.

Рисунок 15 – Схема передающего оптического модуля

На ВЧ вход ПОМ поступают электрические импульсы. В зависимости от формы импульса логическая микросхема КР1533ЛН1, которая выполняет функцию модулятора, подает сигнал на лазер ИЛПН – 206. Лазер излучает свет на длине волны λ=1,3мкм при средней мощности излучения Рср»250мВт. Резистор R2=200Ом служит для выбора рабочей точки на линейном участке ватт-амперной характеристики лазера и является ограничительным сопротивлением в цепи питания лазера.

К ПОМ подключено одномодовое оптическое волокно марки «Сorning 28 SMF». Пройдя по световоду, сигнал попадает на ПРОМ (рисунок 16).

ПРОМ состоит из:

- схемы высокочастотной нагрузки фотодода 1;

- схемы предварительного усиления фотодиода 2;

- схемы формирования импульсов 3;

- схемы подстройки уровня сигнала формата ТТЛ 4.

Рисунок 16 – Схема приёмного оптического модуля

В качестве фотодетектора VD1 используется p-i-n-фотодиод PD1375, который преобразует световой сигнал в электрический. ФД включён в обратном направлении, так как это снижает барьерную емкость p-n-перехода. Высокоомная нагрузка ФД R1 повышает фототок, который преобразуется предварительным усилителем в выходное  напряжение. Резисторы R2 и R3 восстанавливают скважность импульса. Логическая микросхма КР1533ЛН1 усиливает сигнал, поступающий от ФД. Резисторы R4, R5, R6 и R7 служат для регулировки фронта, среза и скважности выходного импульса. Подстройка уровня сигнала формата ТТЛ осуществляется с помощью диода VD2, резисторов R7 и R8. Конденсаторы С1 и С2 осуществляют развязку цепи питания по высокой частоте.

ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

В работе наблюдают изменение амплитуды и формы оптического сигнала при прохождении его через протяженный отрезок оптического волокна, для чего используется экспериментальная установка, структурная схема которой показана на рисунке 14. Измеренная с помощью прибора FOD-1204 выходная мощность передающего модуля составляет около 1 мВТ. Наблюдение формы импульсов, генерируемых генератором Г5-54 производится с помощью осциллографа С1-55. В схеме используются источники питания ВСП-50.

УКАЗАНИЕ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

ВНИМАНИЕ!

При подготовке рабочего места необходимо руководствоваться правилами, изложенными в разделе “К” инструкции ”Техника безопасности при работе с радиоэлектронным оборудованием” и “Правила техники безопасности и производственной санитарии в производстве радиоаппаратуры проводной связи”.

В остальном руководствоваться “Инструкцией по технике безопасности для студентов в учебной лаборатории”, предварительно изучив её.

Изучить раздел “Указание мер безопасности” в “Техническом описании и инструкции по эксплуатации” к каждому прибору, входящему в установку, и руководствоваться им при работе.

8 ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

Ознакомиться с приборами, входящими в состав установки, по “Техническому описанию и инструкции по эксплуатации” к каждому из приборов. Собрать рабочее место для измерения выходной оптической мощности оптического передатчика в соответствии со схемой, приведенной на рисунке 14.

включить осциллограф С1-55 и установить ручку «Время/дел.» в положение «0.2ms», ручки «Вольт/дел.» в положение «2V»;

включить генератор Г4-54. Установить частоту следования импульсов 8МГц, временной сдвиг на «0», длительность импульса на максимально возможное значение, амплитуду – на значение «20V»;

включить блок питания передающего модуля.

Оптические разъёмы соединяйте и разъединяйте вращением гаек, а не самих разъёмов! Действуйте двумя руками, проявляйте аккуратность.

ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА

Проведите измерение длительности и амплитуды электрических импульсов на выходе приёмника для чего:

1. Подключите с помощью оптического соединителя передающий модуль к оптическому волокну, соединённому с приёмником.

2. Подсоедините к выходу приёмника вход 1 осциллографа С1-55.

3. Подсоедините выход генератора Г4-54 ко входу передающего модуля и входу 2 осциллографа С1-55.

4. Включите источники питания.

5. Измерьте амплитуду и длительность выходных импульсов на входе передатчика и выходе приёмника при частоте следования импульсов 1, 2, 5, 8, 10, 15, 17МГц.

6. После окончания измерений выключите приборы.


10 УКАЗАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ

Результаты оформить в виде таблицы:

Параметр

f,МГц

Uвх,В

τвх,нс

Uвых,В

τвых,нс

№ п/п

где f – частота следования импульсов;

Uвх,Uвых – амплитуды импульсов на входе передатчика и выхода приемника;

τвх, τвых – длительность входного и выходного импульсов.

Построить график зависимостей: Uвых = F(f); τвых = F(f).

11 УКАЗАНИЯ К СОСТАВЛЕНИЮ ОТЧЕТА

Отчет должен содержать:

все пункты задания;

структурные схемы лабораторной установки;

результаты работы, представленные в виде таблиц и графиков;

выводы по работе и оценку полученных результатов (письменно).

9 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

– В чём преимущество ВОЛС по сравнению с традиционными системами связи?

– Каковы основные элементы световодной системы связи?

– В чём преимущество цифровой модуляции перед аналоговой?

– Какую длину волны целесообразно применять для сверхдальних ВОЛС и почему?

– Перечислите типы волоконных световодов.

– В чём преимущества градиентного волокна?

– Какие типы дисперсии существуют в волокне?

– В чём сходство и различие между СИД и ЛД?

– Как получить одномодовое излучение в ЛД?

– Расскажите принцип действия p-i-n- и лавинного фотодиодов.

– От чего зависит область спектральной чувствительности фотоприёмника?

– Каковы особенности используемого в работе фотодетектора?

– Поясните назначение элементов структурной схемы исследуемой линии связи.

– Расскажите принцип действия используемых в работе приборов.

Рассчитать параметрический стабилизатор напряжения