Slide 1

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 2

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


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光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 4

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 5

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 6

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 7

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 8

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 9

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 10

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


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光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 12

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 13

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 14

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 15

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 16

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


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光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


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光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 19

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 20

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 21

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 22

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 23

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 24

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 25

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


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光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


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光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


Slide 28

光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。


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光纤自20世纪60年代问世以来，其在远距
离信息传输方面的应用得到了突飞猛进的发展，
以光纤作为信息传输介质的“光纤通信”技术，
是世界新技术革命的重要标志，也是未来信息
社会各种信息网的主要传输工具。

通过音频信号的光纤传输实验，我们将了
解到光波是怎样被调制、传输和解调的，使我
们对光纤通信有一个初步的认识。

了解音频信号光纤传输系统的结构
熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及
主要特性的测试方法

了解音频信号光纤传输系统的调试技能

1 通信原理
2

光纤通信

3

光信号的发送

4

光信号的接收

通信，简单点说就是信息的传输。比如打电话，
就是将我们的声音传输到很远的地方，这就是一
种通信。下面就是通信系统组成示意图。
发送信号

发送
设备

传输
媒质

接收
设备

接收信号

低频信号

调制信号

载波

接收到音频信号

所谓光纤通信，就是用激光做载波，光纤
为传输媒质的信号传输。下图所示为直接光强
调制光纤传输系统的结构原理方块图。它主要
包括光信号发送器，传输光纤，光信号接收器
三部分组成。
低频信号 调制

驱动
电路

电路

发送器

功放
电路

I-V
转换

光纤

接收器

接收信号

但是，要确保接收到的信号与我们发送的信号一样，
要求传输过程中的各种变换都必须是线性变换。因
此，只有在各部分共有的线性工作频率范围内的信
号才能通过传输系统而不失真。对于语音信号，频
谱在300—3400 范围内，由于光导纤维对光信号具
有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带
宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放
电路的幅频特性。

发光二极管(LED)的电光特性

V cc

电缆线

mA

Rb

光功率计

BG 1

W2

Re

发光二极管的光强度由
偏置电流I决定。以BG1为主
要元件构成的电路是LED的驱
动电路， 调节这一电路中的
W2可使LED的直流偏置电流
在0-50 mA 的范围内变化。

LED 的 P-I 特 性 曲 线 ：
P

I
光纤通信系统中使用的LED的光功率是经称为尾纤的光导纤维
输出，出纤光功率与LED驱动电流的关系称为电光特性。为了避免
和减少非线性失真，使用时应先给LED一个适当的偏置电流I，其值
等于这一特性曲线线性部分中点对应的电流值，而调制信号的峰峰
值应位于电光特性的直线范围内。

3

光信号的发送
R2

V cc

C3

mA
R3

I3

Vo

U
I1
U

W1
C1

Rb






C2

BG 1
IC 1

C4
W2

R1

LED

R4

光信号发送器的原理图

Re

被传音频信号由以IC1为主要元件构成的音频放
大电路放大后经电容器 藕合到BG1基极，对LED
的工作电流进行调制，从而使LED发送出光强随
音频信号变化的光信号，并经光导纤维把这一信
号传至接收端。
对于高频信号，电容可看作短路；对于低频信号，
电容可看作开路，且电容越大，允许通过的最低
频率就越低。只要 选得足够小（只允许高频信
号通过）， 选得足够大（较低频率的信号也可
通过，但仍有截止频率），则在要求带宽的中频
范围内， 的阻抗很大，它所在支路可视为开路，
而 的阻抗很小，它可视为短路。

在此情况下，根据运放电路的特性计算出：
放大电路的闭环增益为

G ( j ) 

U4
Ui

 1

R3
R1

C3的大小决定了高频端的截止频率f2，而C2的值决定着低
频端的截止频率f1。故该电路中的R1,R2,R3,C2和C3是决
定音频放大电路增益和带宽的几个重要参数。

光电检测器件SPD：
响应度：描述光电检测器光电转换能力的一种
物理量。定义为：
R 

I
I

P

A / W

其中：I为光电检测器的平均输出电流；
光电检测器的平均输入功率。

P为

光信号接收器原理图
Rf

R5

Vo

I0





IC 2

C0

C nf

W nf

SPD

IC 3
RL

光信号的接收主要是利用 硅光电二极管
(SPD)把传输光纤出射端输出的光信号的
光功率转变为与之成正比的光电流I0 ，
然后经I / V 转换电路再把光电流转换成
电压V0输出 。
V0和I0之间有以下关系：

V0  R f  I 0

以IC3 为主要元件构成的是一个集成音
频功放电路，只要调节外接的电位器
Wnf，就可改变功放电路的电压增益，功
放电路中电容Cnf的大小决定着该电路的
下限截止频率。

1.光信号的调制与发送实验
（1）LED—传输光纤组件电光特性的测定
（2）LED 偏置电流与无截止畸变最大调制幅度关系的
测定：w1 的位置开始放最小，再由小到大调节。调制
放大器输入端信号V i 的峰峰值一定要小于20mV 。
（3） 光信号发送器调制放大电路幅频特性的测定
调节输入信号在偏流为25mA下测试

2.光信号接收实验
（1）硅光电二极管特性及响应度的测定

没有失真的信号

截止失真的信号

饱和失真的信号

•
•
•
•
•
•

YOF型音频信号光纤传输技术实验仪
DOP-A型光功率计
音频信号发生器
双踪示波器
数字万用表
光纤一盘，两根两端带电流插头的电缆线，
一根装有光探头的电缆线

音频信号光纤传输技术实验仪装置图

音频信号发生器

频率 频率
粗调 细调

信号幅度
输出旋钮

Vi

<20mV

光功率计

发送器

w1

w2

接收器

光探头

光纤

注意：光纤盘上的探头和连接导线不要拔出和转动！

为避免烧毁器件实验中需要注意两点：
• LED半导体发光二极管上的直流偏置电流最
大不能超过50mA（未加入交流信号时）。
• 加入交流音频信号后，
w1 由最小开始调节，
信号不要过大，一定要保证V i <20mV（峰峰
值），否则会烧毁器件。
w

• 实验前，把电位器w1
在最小。

w 2和

逆时针放

•光探头已处于最佳耦合状态，不需要调节。
•实验结束后，把电位器 w1 w 和
2
放在最小，连接导线不必拆除。

逆时针

•实验中的连接导线在使用时要轻轻拔插橡胶插头，
不要用力拉导线，容易断线。