模拟光通信系统设计：信号发生与接收电路

本次设计报告主要探讨了模拟信号发生和模拟光发射/光接收电路的设计，涉及电子科学与技术领域，旨在将电信号通过光电转换，经光纤传输后还原为原始信号。报告由唐子龙同学完成，指导教师为梁猛，于2011年5月22日至6月3日在三号实验楼进行。 一、设计内容与分析 1、系统原理： 光电通信系统由光发射机、光纤和光接收机构成，负责将电信号转化为光信号并传输，再转换回电信号。光发射机的核心是光源及其驱动电路，用于将输入信号调制成光信号；光接收机则包含PIN光电二极管和放大电路，用于接收并还原光信号。 2、发射电路设计： 发射电路是基于LED的驱动电路，利用LED的P—I特性，通过注入30mA至80mA的电流，使光源亮度随输入信号变化，实现电信号到光信号的转换。在实际操作中，使用10欧姆电阻代替LED进行调试，以保护器件不受损害。采用射极偏置电路确保电流恒定，保证电路稳定工作。 3、接收电路设计： 光接收电路由PIN光电二极管和两级放大电路组成。PIN光电二极管接收光信号并转换为微弱的电信号，然后经过前置放大电路去除噪声并放大，最终通过后续放大电路进一步放大，恢复为原始的模拟正弦信号。 二、设计流程： 1）、光发射电路设计：采用LED驱动电路，考虑到LED的特性，配置合适的偏置电路，确保注入电流在30mA至80mA之间波动，以实现信号调制。 2）、光接收电路设计：PIN光电二极管接收光信号，配合放大电路对信号进行滤波和放大，确保信号的准确恢复。 3）、实验验证：通过示波器监测电阻上的直流分压，确保电流稳定在要求范围内，同时观察接收端的信号质量，确认信号的有效传输和恢复。 总结，本设计报告详细阐述了模拟信号通过光电转换进行长距离传输的过程，从理论分析到实际电路设计，全面展示了光电通信系统的工作原理和设计方法。通过这样的设计，能够理解和掌握模拟信号在光纤通信中的应用，为后续的光学通信系统研究和实践打下坚实基础。