光发送机仿真
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光发送机的仿真实验
㈠实验目的:
①学会使用仿真软件进行仿真模信号
②了解光发机的组成与仿真实验图的构建
③熟悉光发射机工作原理
㈡实验原理及结果:
光发送机是一个非常重要组成部分,它的作用是将电信号转化成光信号,并有效地将光信号传入光纤,其核心是光源和其驱动电路。现在广泛应用的有两种半导体光源:发光二极管(LED)、激光二极管(LD)。其中LED输出的是非相干光,频谱宽,入纤功率小,调制速率低:而LD是相干光则与之相反。前者适宜于短距离低速系统,后者适宜于长距离高速系统。
光发送机一般都是由光源、脉冲驱动电路、光调制器组成,图1如下:
(图1)
①构建一个外调制激光发射机:光源为频率193.1THZ的激光二极管,同时用仿真软件模拟所需数字信号序列,经过NRZ 脉冲发生器转化成所需电脉冲信号,让该信号通过调制器加载到光波上,成为载有“信息”的光信号。构建图2如下:
(图2)
②设计实例,对铌酸型Mach-Zehnder调制的啁啾分析,外调制器由于激光光源处于窄带稳频模式,消除降低系统啁啾量。典型的外调器是由铌酸锂(LiNo3)晶体构成。通过对其外加电压的分析调整而减少其啁啾量,设计图3如下:
(图3)
③在图3中,驱动电路1电压改变量▽V1和驱动电路2电压改变量▽V2相同,图4为MZ调制器参数设定窗口,MZ以正交模式工作,其参数调制如下图4:
(图4)
其中V1、V2分别为两个驱动电路的的电压,α为啁啾系数:α=(V1+V2)/(V1—V2)
图5为一系列信号脉冲输入时,在2、3口的电压V1=-V2=2.0V 时的波形,根据公式可得图6的结果:
(图5:输入口2的电压为2.0V,输入口3的电压为-2.0V 时的电压波形)
(图6:V1=V2=2.0V时,输出光信号波形及其啁啾量)
㈢实验小结:
①仿真实验得出仿真模拟图形,得出结果:当V1=-V2=2.0V 时,结果由图6可以看出,红色线为光发射器的啁啾量,得到其大小约为100HZ;相对于光源的频率,其啁啾量在实际情况中基本可以视为零。
②本次实验通过进行仿真,得出模拟实际情况的结果,虽然
只是仿真了一种调制器,但是结果还是理想的。