光通信中的光電器件選擇實驗儀的製作方法

2023-05-24 04:42:46

專利名稱：光通信中的光電器件選擇實驗儀的製作方法
技術領域：
本儀器是一種供教學用的實驗儀器，具體為光通信中的光電器件選擇實驗儀。
背景技術：
現代社會已進入了資訊時代的社會，網絡也進入了千家萬戶。用光來傳遞信息是最快的通信方式，隨著光電器材生產的較大突破，光電器材的價格也下降。這樣傳遞速度快的光纜必然取代傳遞速度慢的電纜，所以用光進行通信顯得非常重要。光電器件選擇實驗儀可以讓學生了解最基本的光調製、光傳遞、光接收的基本技術、基本原理，並學習光路調節的技巧，此外通過對光電器件優劣比較與選擇，提高分析問題與解決問題的能力。目前尚未有結構簡單、實驗內容豐富的光電器件選擇實驗儀。

發明內容
本實用新型的目的是獲得一種結構簡單、實驗內容豐富的光電器件選擇實驗儀。
本儀器主要有發送、接收二個部分和光電器件組成。
本實驗儀的結構框圖如圖6。
上述實驗儀工作時聲音或電信號通過話筒或收音機或信號發生器(20)由輸入信號轉換開關(1)控制接入發送儀(18)中，經過隔直電容(17)與直流電源(5)通過輸出信號轉換開關(15)控制加在光電器件(21)上，光電器件(光源)有小燈泡(小電珠)、發光二極體、半導體雷射器供選擇。光電器件輸出的調製光經過光纖或直接經過大氣傳輸被光電轉換器(22)(矽光電池或光敏管)接收轉換成電信號，最後電信號經放大器(13)放大後輸入到揚聲器(12)發出聲音或直接輸入到示波器(23)。
本實用新型中，發送儀(18)的光源是小燈泡，或發光二極體、或雷射器。
本實用新型中，接收儀(14)的光電轉換器件是矽光電池，或光敏管。
本實用新型中，矽光電池或光敏管外有可移動的遮光罩，用以去除雜散光的幹擾。
本實用新型中，接收儀(14)的電信號放大器與光電(能)轉換器(矽光電池或光敏管)之間有轉換開關，便於選擇。
本實用新型中，接收儀(14)測量用是示波器(12)。
本實用新型中，光電器件(21)與光電(能)轉換器(22)之間光通信的媒質是可以用光纖。
本實用新型中，光纖兩端有進光與出光保護端頭與固定座。
實驗儀光通信中的光電器件(小燈泡、發光二極體、半導體雷射器、光纖)與透鏡都放在導軌標尺上，也可直接放在桌上做。
上述結構的實驗儀可作如下實驗教學1、定性比較光通信中光源的優劣電信號為收音機，選擇不同光源進行實驗，定性比較三種光源優劣。
2、定量比較光通信中光源的優劣電信號為低頻信號發生器發出的信號，粗測三種光源的幅頻特性。
3、光纖進行光通信，選擇三種光源進行比較。
4、測量三種光源光通信的幅頻特性，並作圖比較改變信號發生器的頻率f對應測出接收到電壓U信號的幅度。
5、從中選擇一種光電器件進行光通信，通信距離可以增大而信號源可外接收音機、話筒等。
本實用新型儀器結構簡單，製備技術是現有光電實驗常用技術，製備成本不高，實驗儀實驗內容豐富，教學效果良好。


圖1是本實用新型實驗儀結構示意圖。
圖2是本實用新型儀器外形與結構設計圖。
圖3是光纖保護端頭結構示意圖。
圖4是矽光電池遮光罩結構示意圖。
圖5是光電器件的固定座結構圖。
圖6是本實驗儀的結構框圖。
上述圖中1是輸入選擇轉換開關，2是話筒輸入端，3是收音機輸入端，4是信號發生器發出的信號輸入端，5是直流電源(可由交流電經整流穩壓得到)，6是光調製信號輸出端(輸出與小燈泡相接)，7是光調製信號輸出端(輸出與發光二極體相接)，8是光調製信號輸出端(輸出與雷射器相接)，9是光電轉換器輸入端，10是接收到的光信號輸出端，或與示波器相連，11是定性與半定量轉換開關(監聽與示波器測量轉換開關)，12是揚聲器，13是電信號放大器，14是接收儀部分(虛線框內)，15是輸出選擇轉換開關，16是變阻器，17是隔直電容，防止信號源直流成份對光源的影響，18是發送儀部分(虛線框內)，19是發送儀內置音樂信號發生器，20是話筒或收音機或信號發生器，21是光電器件，如小燈泡、發光二極體或半導體雷射器，22是光電轉換器，如矽光電池或光敏管，23是示波器，24是矽光電池遮光罩，25是光纖保護端，26是光纖，27是光纖保護外套，28是光電器件固定筒，29是光電器件固定杆(支撐杆)，30是調節螺絲，31是固定底座的小磁鐵，32是光電器件固定座，33是光。
具體實施方式
下面通過實施例進一步描述本實用新型。
發送儀輸入有三個輸入端與三個輸出端。分別由輸入或輸出轉換開關控制接通相應的輸入端或輸出端。小燈泡、發光二極體、半導體雷射器、矽光電池、光敏管、光纖都固定在自己的固定筒上，固定筒通過固定杆與固定底座相接，固定筒通過固定杆可上下移動，用來調節以上器件的，上下調節的高度控制在9到14釐米之內。矽光電池設計成可前後移動，這樣需要遮光時，可向前移動，而不需要時向後移動，並且遮光罩始終放在上面，不會遺失。小燈泡、發光二極體、半導體雷射器、矽光電池、光敏管通過屏蔽線輸出，接收儀除內置放大器外，還內置揚聲器，可以定性。矽光電池、光敏管也可通過轉換開關與示波器相接。可以半定量測量。
上述製作中，必須注意下述幾點1.小燈泡、發光二極體、半導體雷射器、光纖埠與透鏡通過支撐杆與固定座相連，這樣以上器件既可被固定，又可通過支撐杆上下移動，如圖6。固定座可在導軌標尺上移動，在固定座下裝有磁鐵，在固定座移動到某一位置時磁鐵可以吸住導軌標尺，防止固定座移動。
2.為了防止外界光的幹擾，光電器件設計了可前後移動的遮光罩.遮光罩為圓筒形，圓筒下面有條槽。圓形套筒(遮光罩)與矽光電池固定筒用塑料材料製成，重量較輕。而支撐杆用金屬製成，堅固耐用。如圖4。
3.如圖5。光纖很細，因此設計成有塑料外套保護的光纖。光纖兩端可通過支撐杆固定在固定座上，光纖兩端有進光與出光兩個端頭。
4.發送儀上分話筒、收音機、內置音樂信號與信號發生器輸入信號四種輸入方式，輸入方式有四個埠，每種方式通過轉換開關連通。輸出為三種方式，分為小燈泡、發光二極體、雷射器，通過轉換開關連接到相應的輸出埠上。為防止輸入信號中的直流成份加在小燈泡、發光二極體、雷射器上，電路中加入隔直流電容。
權利要求1.一種光通信中的光電器件選擇實驗儀，由發送儀，接收儀以及光電器件組成，其特徵是聲音或電信號裝置(20)後聯接選擇轉換開關(1)，選擇轉換開關(1)後依次聯接隔直電容(17)、變阻器(16)、直流電源(5)，輸出信號轉換開關(15)位於隔直電容(17)之後，上述結構組成實驗儀的發送儀部分(18)；轉換開關(15)之後聯接光電器件(21)，光電器件(21)後是光電轉換器(22)，光電轉換器(22)後依次聯接電信號放大器(13)、測量用揚聲器(12)，或聯接示波器(23)，由此組成實驗儀的接收儀(14)部分。
2.根據權利要求1所述的光電器件選擇實驗儀，其特徵是發送儀(18)的光電器件(21)的光源是小燈泡，或發光二極體、或雷射器。
3.根據權利要求1所述的光電器件選擇實驗儀，其特徵是接收儀(14)的光電轉換器件(22)是矽光電池，或光敏管。
4.根據權利要求3所述的光電器件選擇實驗儀，其特徵是矽光電池或光敏管外有可移動的遮光罩(24)。
5.根據權利要求1所述的光電器件選擇實驗儀，其特徵是接收儀(14)的電信號放大器(13)與光電轉換器(22)之間有轉換開關(11)。
6.根據權利要求1所述的光電器件選擇實驗儀，其特徵是接收儀(14)測量用是示波器(12)。
7.根據權利要求1所述的光電器件選擇實驗儀，其特徵是光電器件(21)與光電轉換器(22)之間光通信的媒質是光纖(26)。
8.根據權利要求1所述的光電器件選擇實驗儀，其特徵是光纖兩端有進光與出光保護端(25)與固定座(32)。
專利摘要本實用新型是一種光通信中的光電器件選擇實驗儀。現有技術中尚無該類儀器供教學使用。本實用新型將聲音或電信號通過信號發生器由輸入信號轉換開關控制接入發送儀，經過隔直電容與並經直流電源調製後，通過輸出信號轉換開關控制加在光電器件上，光電器件輸出的調製光經過光纖或直接經大氣傳輸被光電轉換器接收成電信號，電信號放大後至揚聲器或示波器測量。該實驗儀結構簡單，製作方便，實驗內容豐富。
文檔編號G09B25/00GK2793853SQ20042003747
公開日2006年7月5日 申請日期2004年7月12日 優先權日2004年7月12日
發明者童培雄, 趙在忠, 孫玉龍 申請人:復旦大學