Tài liệu thí nghiệm Truyền số liệu

iện tử mà hoạt động với windown 
này hạn chế hơn so với window đầu. 
Window thứ 3 : cho tia sáng bức xạ có chiều dài bước sóng tương đương 1500nm. 
Những thành phần quang điện tử hoạt động với window này được sử dụng thực tiễn 
 47 
trong những ứng dụng đặc biệt ( đối với những hệ thống viễn thông công suất lớn và 
hệ thống quân đội ) 
Trong vài trường hợp báo cáo hiệu lực việc sản xuất các sợi cáp quang dẫn đầu 
theo như một phần của thành phần quang điện tử bởi vì những thiết bị tạo ra các 
nguồn sáng luôn luôn là yếu tố quan trọng nhất của hệ thống sợi quang. 
Để thực hiện khớp nối tốt giữa nguồn sáng và sợi quang, những kỹ thuật xây dựng 
đặc biệt được phổ biến : 
 Khu vực phát phải nhỏ và thấp hơn so với lõi sợi quang. 
 Phần cơ khí chứa đựng của nguồn sáng phải được thực hiện với vật liệu cho phép 
việc khớp nối hoàn hảo, để giảm tối thiểu sự mất mát phát sáng. 
 Ứng dụng của khối cầu vi thấu kính để mà hội tụ sự phát ra nguồn sáng trên sợi 
quang. 
Những thông số chính để nhận diện nguồn quang: 
 Sự phát sóng 
 Băng thông 
 Công suất ngõ ra 
 Tổn thất lắp ghép 
Những thành phần khuếch tán phát quang cho F.O : 
 LED diodes 
 PIN diodes 
 LASER diodes 
2.3. Các thành phần quang học và mạch cho những bộ thu 
Bộ thu quang có chức năng chuyển đổi tín hiệu điện tử được soi sáng từ nguồn 
sáng của trạm truyền và truyền đi trong sợi quang. 
Tín hiệu điện tử được phát bởi bộ dò sáng sau đó được khuếch đại bởi mạch điện 
tử có thể phù hợp với tín hiệu với những mạch cho việc xử lý thông tin. 
Có những dạng khác nhau của bộ tách sóng, như là photodiode và phototransistor. 
Thật ra, photodiode là các thiết bị quang điện tử được thể hiện tính chất phù hợp 
hơn cho sử dụng trong hệ thống F.O. 
Những Photodiode được sử dụng trong thực tế : 
PIN diode : Pin diode được hợp thành bởi sự nối liền của PN nơi mà có 2 phần khác 
nhau, một bản mỏng chất bán dẫn tinh khiết được đặt vào giữa. Đối với những tín 
hiệu tần số thấp, PIN diode hoạt động như là một diode chỉnh lưu bình thường. 
Trong vài trường hợp thực tế mạch hoạt động ở tần số cao, cao hơn 1Mhz, PIN 
 48 
diode hoạt động như một điện trở thay đổi được. Một cách chính xác, ở tần số cao, 
điện trở của PIN diode tỉ lệ ngịch với dòng chạy qua nó. 
APD diode : (Avalanche Photo Detector ) Thiết bị tương tự PIN diode với 1 sự khác 
biệt duy nhất là sự cần thiết cung cấp điện áp cao hơn rất nhiều tới APD diode ( 
cao hơn gấp 10 lần: 100-200V). 
Trong cách này, nhờ có sự hiện diện tiềm năng điện tử rất mạnh, electrical charges, 
electrons và holes, tạo ra bởi chùm sáng liên quan, đạt được nguồn năng lượng 
lớn lao. 
Chức năng và tính chất của mỗi khối : 
Pseudo casual digital signal generator : Thiết bị phát này hoạt động dựa vào việc 
đọc theo chu kỳ của thẻ nhớ EPROM nơi mà chuỗi kí tự 0 và 1 được ghi nhớ. 
Chuỗi này được lặp lại để có thể hiển thị hình ảnh ổn định trên oscilloscope. 
Tín hiệu phù hợp tại Trigger tạo ra khung hình tại thời điểm bắt đầu phù hợp, cần thiết 
để đồng bộ thiết bị. 
Optotransmitter : 
Đây là vấn đề của diode huỳnh quang điện khi phát ra ánh sáng ở 660nm ( đỏ ). 
Thuộc tính điện V/I của diode này tương tự LED phổ biến, với điện áp ngưỡng 
khoảng 1.4V. 
Thuộc tính V/I duy nhất tuyến tính trong không trung đủ xa từ độ cong ban đầu, đủ 
cao cho dòng dịch chuyển. Đây sẽ là chủ đề của các bài thí nghiệm. 
Diode phát được sủ dụng trong nhiều cách theo như tín hiệu được truyền là digital hay 
analog. 
Optoreceiver 
Bộ thu của tín hiệu quang bao gồm một diode PIN cặp với bộ khuếch đại trở kháng và 
lắp đặt cùng một hộp. 
Kích cỡ nhỏ của mạch thu và việc lắp đặt tiếp xúc với diode đảm bảo cho thiết bị này 
hiệu suất chống nhiễu, tính tuyến tính, tần số cắt trên tốt hơn trong mạch mà thực 
hiện với các thành phần rời rạc và kỹ thuật cũ. 
Tài liệu bao gồm ghi chú và thông tin về các ví dụ mạch thu của các lợi ích cụ thể. 
Phải nhớ rằng chất lượng của hệ thống truyền F.O. phụ thuôc phần lớn vào chất lượng 
mạch đầu cuối, mà bộ thu là phức tạp nhất. 
Bộ phát số 
Như đã nói, trong trường hợp bộ phát số, diode phát được lái giữa chuyển mạch trong 
điền kiện và điểm cắt tương ứng mức ‘0’ và mức ‘1’ được truyền. 
Vấn đề chính trong sử dụng diode cho F.O. bao gồm trở kháng thấp và sự chậm bên 
trong của hiện tượng chuyển từ năng lượng thành photon. 
 49 
Phần hiển nhiên của điều này là không suy giảm tức thì của độ sáng khi dòng cung 
cấp hoàn tất, mà giới hạn tốc độ lớn nhất của truyền dữ liệu. 
Mạch sử dụng trong bộ phát số chỉ trong hình 12 ở dạng đơn giản. Nó là vấn đề mạch 
vô cùng lớn trong thực tế. 
Diode được cấp dòng ở điểm sử dụng tốt nhất. Một transistor, dùng như chuyển mạch, 
ngắn mạch diode theo các mức cao ngõ vào. 
Mạch rất đơn giản thì rất hiệu quả: trong chuyển mạch từ on sang off, trở kháng bên 
trong rất thấp nhanh chóng xả lượng điện lưu trữ trong diode (cái sau xuất hiện 
tương đương tụ điện). 
Trong chuyển mạch từ off sang on, bộ tạo dòng chuyển dòng phân cực, không cần 
thay đổi trạng thái để làm hoạt động chậm hơn. 
Ngay cả độ tự cảm của kết nối, thường không mong muốn, đóng vai trò hữu ích trong 
lúc đầu sau khi chuyển mạch, cho phép phun nhanh chóng vào diode của dòng mà 
trước khi qua transistor. 
Bô nhận số 
Bộ nhận số tiếp nhận tín hiệu ở đầu RX-DTAT OUT của optoreceiver và truyền 
những tín hiệu này vào các tín hiệu có dạng TTL. 
Mạch này bao gồm một bộ khuếch đại và một bộ xác định ngưỡng để tái tạo các tín 
hiệu ở các mức logic tiêu chuẩn. 
Bộ xác định ngưỡng không hoạt động đúng nếu các tín hiệu bởi optoreceiver suy 
giảm nhiều hoặc các tín hiệu gây ra bởi bên truyền hệ thống F.O.mà không phải 
tín hiệu số ở các mức TTL. 
Cũng lưu ý cho các trường hợp khẩn cấp xây dựng (amplifier autobias), mắc nối bộ 
phát số với nguồn (optoreceiver) qua một tụ điện. 
Việc truyền các tín hiệu tần số rất thấp, ví dụ bé hơn 500 Hz, sẽ không hoạt động 
đúng. 
Bộ truyền tương tự 
Mạch này có cấu trúc như hình 13. Về cơ bản , có một vấn đề với bộ khuếch đại nơi 
mà diode phát nối với cực thu cùa transistor T2. 
Vì vậy T2 hoạt động như nguồn phát dòng, giá trị của nó được chỉnh bằng phân thế 
P2 từ 0 tới 40 mA. 
Tín hiệu truyền được đặt trên T2, vì vậy nó điều chỉnh dòng phân cực của diode phát. 
Cường độ của chùm sáng phát vì vậy được điều chỉnh. 
Bộ nhận tương tự 
Mạch này được cho bởi hình 14. Vấn đề khuếch đại vi sai mà độ lợi thay đổi ở những 
bước bằng switch mà nối một số điện trở của mạch phát của transistor T4. Chú ý 
là T4 có điểm hoạt động mà có thể sắp đặt với phân thế (P4). 
 50 
Điều chỉnh này có mục đích bù phần dung sai của phần còn lại của hệ thống và không 
thể sử dụng nếu không gỡ bỏ lớp bao phủ trong. 
Câu hỏi chuẩn bị: 
Câu 1: Cho chuỗi bit 1101000100111101. Vẽ các tín hiệu NRZ (polar), NZ (polar & 
unipolar), Manchester, Biphase. 
Câu 2: Ưu, khuyết điểm của mã hóa Manchester so với NRZ, RZ? 
 51 
3. THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM 
3.1. BỘ TẠO TÍN HIỆU SỐ 
Hình 1 
Hình 1 cho thấy kết nối để thực hành thí nghiệm: 
 Ba đầu cấp nguồn (+15,0,-15) nối với cấp nguồn. 
 Osciloscope Đầu dò 1 của kênh 1 nối TLL DATA và của kênh 2 nối ngõ ra thứ ba 
của bộ phát (NRZ/ BIPHASE/MANCHESTER). 
Chỉnh khoá chọn xung clock tới bộ phát nội. Ở Osciloscope, cùng một lúc quan sát tín 
hiệu TTL và ngõ ra của bộ phát chọn bởi switch NRZ/ BIPHASE/MANCHESTER 
xuất hiện. 
Có thể điều chỉnh và thực hành các luật coding của các tín hiệu này như sau: 
NRZ code (Non-Return to Zero): 
Chuỗi bit của TTL DATA là: . 
Quan sát tín hiệu TTL và tín hiệu được điều chế NRZ 
 52 
BIPHASE code: 
Quan sát tín hiệu TTL và tín hiệu được điều chế BIPHASE 
MANCHESTER code: 
Quan sát tín hiệu TTL và tín hiệu được điều chế MANCHESTER 
 53 
3.2. QUÁ TRÌNH TRUYỀN TÍN HIỆU SỐ 
Hình 2 
Hình 2 cho thấy những kết nối được thực hiện: 
 Ba đầu cấp (+15,0,-15) nối với cấp nguồn. 
 Bộ tạo tín hiệu số kết nối ngõ vào phát bộ phát số. 
 Ngõ ra tín hiệu số kết nối ngõ vào optotranmitter. 
 Optotranmitter và optoreceiver kết nối bằng sợi quang. 
 Ngõ ra Optoreceiver nối vào ngõ vào của bộ nhận số. 
 54 
 Oscilloscope nối với kênh 1 trên tín hiệu ở ngõ vào tới bộ phát và kênh 2 vào ngõ 
ra của bộ nhận. Làm cách này sẽ hiển thị cùng lúc tín nhận truyền nhận. 
Thay đổi tần số của CLOCK FREQUENCY ở tần số MAX và MIN. Đo độ trễ của 
đường truyền. 
 Tần số MAX: Tần số MIN: 
5cm 
50cm 
Kết luận: 
3.3. QUÁ TRÌNH TRUYỀN TÍN HIỆU TƯƠNG TỰ 
 55 
Hình 3 
Hình 3 chỉ kết nối được thực hiện: 
 Ba đầu cấp (+15,0,-15) nối với cấp nguồn. 
 Bộ tạo tín hiệu sin nối với ngõ vào phát bộ phát tương tự. 
 Ngõ ra tín hiệu tương tự kết nối ngõ vào optotranmitter. 
 Optotranmitter và optoreceiver kết nối bằng sợi quang. 
 Ngõ ra Optoreceiver nối vào ngõ vào của bộ nhận tương tự. 
 Oscilloscope, nối với kênh 1 trên tín hiệu ở ngõ vào tới bộ phát và kênh 2 vào ngõ 
ra của bộ nhận. 
Chỉnh bộ phát sóng sin 0.5 Vpp và 100KHz KHz. Đặt điện thế kế điều khiển dòng 
phân cực diode cực phát tại 35% và núm chọn độ lợi bộ thu tại vị trí theo chiều kim hoàn 
toàn (độ lợi nhỏ nhất). 
Tăng dần độ lớn tín hiệu ngõ vào cho tới khi tín hiệu ngõ ra bị xén (trên hoặc dưới). 
Sau đó điều chỉnh núm điều khiển phân cực phát cho tới khi tín hiệu ra đạt được hình SIN 
trở lại. (Thực hiện cho giáo viên xem). 
Điều chỉnh tín hiệu vào cực đại (2Vpp) và xoay núm điều khiển phân cực sao cho tín 
hiệu ngõ ra hình SIN. Sau đó giữ nguyên vị trí này, điều khiển núm GAIN CONTROL 
của bộ thu. Tăng GAIN từ vị trí 1 tới 5, tại mỗi vị trí, giảm tín hiệu ngõ và và điều chỉnh 
núm phân cực để tín hiệu ra hình SIN. 
Ghi lại biên độ tín hiệu vào vào tại mỗi vị trí GAIN: 
Thay đổi tín hiệu vào lần lượt: 100KHz, 500 KHz, 1Mhz, 5 MHz, 10 MHz, 20 
MHz. với mỗi tần số, thực hiện truyền tín hiệu với 2 loại Cable: 5cm và 50cm. 
Với mỗi tần số, thực hiện việc thay đổi GAIN để tìm hiểu sự thay đổi GAIN ảnh 
hưởng như thế nào tới độ trễ của tín hiệu ngõ vào – ngõ ra 
 56