基于锁相环技术的光纤通信实验系统
光纤通信实验报告
福建农林大学金山学院信息工程类实验报告课程名称：光纤通信姓名：系：信息与机电工程系专业：电子信息工程年级：2011学号：指导教师：职称：2014年12月29日实验项目列表福建农林大学金山学院信息工程类实验报告实验一固定速率时分复用解复用实验1．实验目的1）熟悉集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
2）掌握固定速率时分复用的数字分接原理。
3)掌握帧同步码的识别原理。
2．实验内容1)用使用固定速率信号源、固定速率时分复用复接端接口及固定速率时分复用分接端接口三个模块连成一个理想信道时分复用数字通信系统，使系统正常工作。
2)用示波器观察集群信号（FY_OUT）、位同步信号（BS）及帧同步信号（FS），熟悉它们的对应关系。
3)阅读实验指导，学习简单时分复用的数字分接原理。
4)观察信号源发光管与终端发光管的显示对应关系，观察直接时分复用与解复用的实验效果。
3．实验仪器示波器，RC-GT-II型光纤通信实验系统。
4．基本原理（一）数字分接的基本组成：在实际应用中，通常总是把数字复接器和数字分接器装在一起做成一个设备，称为复接分接器(缩写为Muldex)。
在这里我们继续讨论数字分接器。
数字分接器的基本组成如图2-1所示。
数字分接器的作用是把一个合路数字信号分解为原来支路的数字信号。
数字分接器由同步、定时、分接和恢复单元所组成。
定时单元的作用是为分接和恢复单元提供基准时间信号，它只能由接收的时钟来推动。
同步单元的作用是为定时单元提供控制信号，使分接器的基准时间与复接器的基准时间信号保持正确的相位关系，即保持同步。
分接单元与复接单元相对应，分接单元的作用是把输入的合路数字信号(高次群)实施时间分离。
分接器的恢复单元与复接器的调整单元相对应，恢复单元的作用是把分离后的信号恢复成为原来的支路数字信号。
图2-1 数字分接器的基本组成（二）所用实验模块的结构原理：本实验使用固定速率信号源、固定速率时分复用复接端接口及固定速率时分复用分接端接口三个模块。
快速锁定锁相环的设计与分析
快速锁定锁相环的设计与分析一、FPLL的基本原理话说回来快速锁定锁相环(FPLL)这个家伙可不简单。
它是一种用于同步和锁定信号的电子设备，广泛应用于通信系统、雷达系统等领域。
那么FPLL到底是怎么工作的呢？咱们就来慢慢道来吧！首先我们要知道FPLL的基本原理就是利用一个环形反馈网络来实现信号的锁定。
这个环形网络由多个相位比较器和一个低通滤波器组成，其中相位比较器的作用是将输入信号与参考信号进行比较，从而得到误差信号。
然后误差信号经过低通滤波器处理后，再被送回到相位比较器中，形成一个闭环回路。
这样一来输入信号与参考信号之间的差异就会被不断修正，最终实现锁定。
说起来可能有点晦涩难懂，但是咱们可以用一个简单的例子来帮助大家理解。
假设我们有两个小朋友，小明和小红，他们想要一起做一件事情，但是他们的速度不一样。
这时候我们就可以利用FPLL来帮助他们同步。
我们先让小明跑一圈，然后让小红跑同样的距离。
接下来我们把小明跑的距离作为参考信号，然后让小红在相同的时间内跑完剩下的距离。
通过不断地比较和调整，我们就能让小明和小红的速度保持一致了。
1. 锁相环的工作原理锁相环是一种在数字通信和信号处理中常见的同步技术，其基本工作原理就是通过比较两个信号的相位差，来实现对一个信号的锁定。
听起来有点复杂？没关系咱们就把它比作是一个“手电筒”的游戏。
想象一下你有一个手电筒，上面有两个开关，一个是“开”，一个是“关”。
当你打开“开”的开关时手电筒就会发出光；而当你打开“关”的开关时手电筒就不会发光。
现在我们假设你把这个手电筒连接到一个电路上，并且在电路中加入一个噪声源。
噪声源会随机地改变“开”和“关”的状态也就是说，它会随机地让手电筒亮或灭。
那么问题来了，你怎么才能确定哪个开关对应着“亮”，哪个开关对应着“灭”呢？这就是锁相环的基本工作原理，通过不断地比较和调整，它就能锁定一个信号，使得我们能够准确地接收和处理这个信号。
这也是为什么锁相环在许多重要的领域里都有着广泛的应用，比如无线通信、雷达、GPS等等。
关于锁相环红外通信系统的设计与制作
关于锁相环红外通信系统的设计与制作摘要：锁相环红外通信系统是一种现代化的无线通信方式，其具有稳定性强、抗干扰能力强、传输效率高等优点。
本论文针对锁相环红外通信系统的设计和制作进行探讨和研究，主要涉及硬件设计和软件实现两个方面。
在硬件设计方面，从传输路径、发射器、接收器、调制解调器等方面进行介绍，其中涉及到的元器件有红外线LED、锁相放大器、微型控制器等。
在软件实现方面，主要使用编程语言进行编写，包括采集发射信号、接收反馈信号、进行数据处理等操作。
经过实验测试，锁相环红外通信系统的传输效果良好，具有良好的应用前景。
关键词：锁相环红外通信；硬件设计；软件实现；数据处理；无线传输。
正文：一、引言随着科学技术的不断进步，通信技术也逐渐得到了迅速发展。
在现代化无线通信中，锁相环红外通信系统作为一种新型的无线通信方式，具有传输效率高、稳定性强、抗干扰能力强等优点，被广泛应用于各个领域。
本论文主要对锁相环红外通信系统的设计和制作进行研究和探讨，试图为相关研究提供新的思路和方法。
二、硬件设计（一）传输路径设计传输路径是锁相环红外通信系统中的重要组成部分，其主要作用是实现信号的传输和接收。
传输路径的设计需要考虑传输距离、传输媒介等因素，从而选择适当的传输器件和组成方式。
（二）发射器设计发射器是锁相环红外通信系统中的重要部分，其主要作用是将传输数据转换为红外信号输出。
发射器的设计需要考虑光功率、波长、发光角度等因素，从而选择适当的发光器件。
（三）接收器设计接收器是锁相环红外通信系统中同样重要的组成部分，其主要作用是接收远端发射器发出的红外信号并转换为电信号进行处理。
接收器的设计需要考虑接收器的灵敏度、抗干扰性等因素，从而选择适当的接收器件。
（四）调制解调器设计调制解调器是锁相环红外通信系统中的核心组成部分，其主要作用是将数字信号转换为模拟信号输出，并通过锁相环反馈实现高速传输和抗干扰能力。
调制解调器的设计需要考虑选取适当的锁相放大器、电容、电阻等元器件。
锁相环倍频
锁相环倍频锁相环倍频是一种常用的频率合成技术，可以将输入的信号倍频到更高的频率。
它在现代通信、雷达、微波、光纤通信等领域中得到广泛应用。
本文将对锁相环倍频的原理、应用和实现进行详细阐述。
一、锁相环倍频的原理锁相环倍频是利用锁相环的稳定性和反馈控制能力来实现的。
锁相环由一个相频比较器、一个电压控制振荡器（VCO）、一个相位误差检测器、滤波电路和一个反馈回路组成。
1.相频比较器：将输入信号和VCO的输出信号进行比较，得到相位误差信号。
2.VCO：根据相频比较器输出的相位误差信号，调整自身的频率。
3.相位误差检测器：检测VCO输出信号的相位与输入信号的相位之间的差异。
4.滤波电路：将相位误差信号进行滤波处理，得到控制VCO频率的电压信号。
5.反馈回路：将滤波电路输出的电压信号反馈给VCO，控制VCO的频率与输入信号的频率保持一致。
锁相环倍频的工作原理是通过调整VCO频率，使得反馈回路能够将输入信号与VCO输出信号的相位保持恒定，从而实现对输入信号的倍频。
二、锁相环倍频的应用锁相环倍频广泛应用于各种需要高稳定性和高精度的频率合成系统中。
下面介绍几个典型的应用场景。
1.通信领域：在无线通信中，锁相环倍频可以将基带信号倍频到射频频率，用于信号的调制和解调。
它可以使得信号频率更高，提高通信信号的传输距离和抗干扰能力。
2.雷达系统：在雷达系统中，锁相环倍频可以将低频信号倍频到微波频率，用于雷达的脉冲压缩和信号处理。
它可以提高雷达系统的分辨率和目标检测能力。
3.光纤通信：在光纤通信系统中，锁相环倍频可以将低频光信号倍频到高频光信号，用于光时钟的生成和光信号的调制。
它可以实现光信号的稳定传输和高速通信。
三、锁相环倍频的实现锁相环倍频的实现需要选择合适的锁相环参数和设计合理的电路结构。
下面介绍几种常用的锁相环倍频实现方案。
1.模拟锁相环倍频：模拟锁相环倍频使用模拟电路实现，具有延迟小、稳定性好等特点。
它适用于频率较低的应用场景，如音频信号的倍频。
通信电子中的数字PLL技术
通信电子中的数字PLL技术数字PLL技术，即数字锁相环技术，是现代通信电子领域中的一种重要技术。
数字PLL技术通过数字信号处理与锁相环技术相结合，可以实现高效、快速的信号同步与频率稳定控制。
今天，我们将探讨数字PLL技术在通信电子领域中的应用与发展。
一、数字PLL技术的基本原理数字PLL技术利用数字信号处理的方法代替了传统锁相环中的模拟部分结构，使得信号同步与频率控制的过程更为精确和稳定。
数字PLL主要包含三个部分：比较器、数字滤波器和数字控制器。
1、比较器比较器是数字PLL中最基本的核心单元，它将输入信号与参考信号进行比较，产生一个相位误差信号。
比较器的工作原理类似于模拟锁相环中的相频检测器，但是其精度更高，稳定性更强。
2、数字滤波器数字滤波器的作用是对比较器输出的数字误差信号进行滤波和放大，从而产生PLL控制电压。
数字滤波器和模拟滤波器一样，可以是低通滤波器、带通滤波器或高通滤波器。
3、数字控制器数字控制器的作用是根据控制算法（如PI控制算法）对滤波器输出进行数值处理，产生相位频率控制电压。
数字控制器可以使用通用数字信号处理器（DSP）或现场可编程门阵列（FPGA）实现。
二、数字PLL技术在通信电子领域中的应用1、数字PLL在移动通信中的应用数字PLL技术在移动通信系统中的应用非常广泛，例如在LTE （Long Term Evolution）无线通信系统中，数字PLL常用于频率同步和时序同步。
LTE系统中，使用不同的数字PLL技术（如多分频数字PLL、分数阶数字PLL等）可以实现不同的同步精度以及响应速度。
2、数字PLL在卫星导航中的应用数字PLL技术在卫星导航系统中的应用也非常广泛，例如GPS （Global Positioning System）系统中使用的数字PLL可以实现卫星信号的同步和频率稳定控制。
此外，数字PLL技术也常用于卫星通信系统中的频率同步和多路访问控制。
3、数字PLL在光通信中的应用数字PLL技术在光通信中的应用也非常重要，例如在光纤通信系统中，数字PLL常用于众多红外端用、透明传输和数字滤波技术中。
基于BU2614锁相环的调频发射系统
基于BU2614锁相环的调频发射系统利用锁相环技术产生一个失真度小、频率从30MHz 到100MHz 的可调的正弦波信号。
根据频率的不同选择不同步进的标准频率。
当信号处于较低频率时，选择步进为1KHz 的标准频率，此时它的最小误差不大于0.8%；当信号在较高的频率段时，选择以25 KHz 为标准频率，它的最小误差不大于0. 5%。
3.1 压控振荡器方案论证与选择方案1：采用分立元件构成。
利用低噪声场效应管，用单个变容二极管直接接入振荡回路作为压控器件。
图3-1压控振荡电路电路是电容三点式振荡器，如图3-1所示。
该方法实现简单，但是调试困难，而且输出频率不易灵活控制[1]。
方案2：采用压控振荡器和变容二极管，及一个LC 谐振回路构成变容二极管压控振荡器。
只需要调节变容二极管两端的电压，便可改变压控振荡的输出频率。
由于采用了集成芯片，电路设计简单，系统可靠性高，并且利用锁相环频率合成技术可以使输出频率稳定度进一步提高。
综上所述，方案2具有更优良的物性和更简单的电路构成，所以使用方案2作为本次设计的方案。
3.2 频率合成器的设计方案论证与选择方案1:采用直接式频率合成器技术,将一个或几个晶体振荡器产生的标准频率通过谐波发生器产生一系列频率,然后再对这些频率进行倍频、分频或混频，获得大量的离散频率。
其组成框图如3-2所示。
直接式频率合成器频率稳定度高，频率转换时间短，频率间隔小。
但系统中需要用大量的混频器、滤波器等，体积大，易产生过多杂散分量，而且成本高、安装调试都比较困难。
06图3-2 直接式频率合成方案2：采用模拟锁相式频率合成器技术，通过环路分频器降频，将VCO的频率降低，与参考频率进行鉴相。
优点：可以得到任意小的频率间隔；鉴相器的工作频率不高，频率变化范围不大，较容易实现，带内带外噪声和锁定时间易于处理，频率稳定度与参考晶振的频率稳定度相同。
缺点是分频率的提高要通过增加循环次数来实现，电路超小型化和集成化比较复杂[2]。
锁相环在SDH网络中的应用-设计应用
锁相环在SDH网络中的应用-设计应用引言SDH(同步数字系列)是光同步数字传输技术，它以独特的帧结构把数字流包封成STM(同步传输模式)信号进行传输，根据不同的需求，传输速率有不同的等级(STM-N，N=1／4／16／64，分别为155 Mbit／s、622 Mbit／s、2.5 Gbit／s和2.5 Gbit／s)。
许多不同格式的业务都可以通过包封成STM的帧结构在SDH网络中传输，比如PDH、IP和ATM等，现阶段在数据传输领域SDH技术被广泛地应用。
SDH网络作为数字网，传输的数据都是数字流，这种特性要求网络必须是同步的，即网络中的所有交换节点的时钟频率和相位都被控制在预先确定的容差范围内，以便使网内各交换节点的全部数字流实现正确有效的交换，否则会在数字交换机的缓存器中产生信息比特的溢出和取空，导致数字流的滑动损伤，造成数据出错。
在同步技术中，锁相环的应用十分广泛，尤其是在数字通信领域，锁相环更是发挥了极大的作用。
本文从分析锁相环的特性开始，详细介绍了锁相环在SDH同步网络中的应用。
1 锁相环的特性1.1 锁相环的基本构成锁相环是一个相位的负反馈控制系统，它通常由PD(鉴相器)、LF(环路滤波器)和VCO(压控振荡器)3个基本部件组成。
PD是一个相位比较器，比较2个输入信号的相位，产生误差相位，并转换为误差电压Vd(f)；LF是一个低通滤波器，用来滤除Vd(t)中的高频成分，起滤波平滑作用，以保证环路稳定和改善环路跟踪性能，终输出控制电压Vc(t)；VCO是一个电压／频率变换装置，产生本地振荡频率，其振荡频率受Vc(t)控制，产生频率偏移，从而跟踪输入信号的频率。
整个锁相环路根据输入信号与本地振荡信号之间的相位误差对本地振荡信号的相位进行连续不断的反馈调节，从而达到使本地振荡信号相位跟踪输入信号相位的目的。
1.2 锁相环的数学模型以正弦信号为例分析锁相环的工作原理。
设输入信号为：式中：ωi为输入信号的角频率，若参考信号是未调制波时，则θi(t)=θ，为常数。
微波通信中锁相环电路的研究
微波通信中锁相环电路的研究锁相环（Phase-locked loop, PLL）是一种非常重要的电路结构，广泛应用于微波通信系统中。
它可以实现信号的频率合成、调制和解调、时钟恢复等功能。
随着微波通信技术的发展，锁相环电路也得到了广泛的研究和应用。
锁相环电路的研究内容包括锁相环的基本原理和特性分析、设计方法和优化算法、性能分析和测量等方面。
下面将详细介绍相关参考内容，不得使用链接。
1. 锁相环的基本原理和特性分析：- Khoya等人在《多传输线驱动锁相环》一书中对锁相环的基本原理和特性进行了详细的分析和介绍。
书中介绍了锁相环的结构、工作原理、闭环和开环特性等内容。
- Razavi在《RF微波集成电路设计》一书中对锁相环的原理和特性有较为全面的介绍。
该书详细介绍了锁相环的基本原理、频率合成、时钟恢复、相位解调等内容。
2. 锁相环的设计方法和优化算法：- Bostian等人在《全集成锁相环》一书中提出了锁相环的设计方法和优化算法。
书中介绍了锁相环的设计流程、参数选择和优化方法，以及一些常用的锁相环架构和电路设计技巧。
- Gardner在《锁相环：频率合成和时钟恢复》一书中介绍了锁相环的设计和优化方法。
该书深入讨论了锁相环的数字控制和数值优化算法，以及各种应用中的特殊设计考虑。
3. 锁相环的性能分析和测量：- Pozar在《微波工程》一书中对锁相环的性能分析和测量进行了介绍。
该书详细介绍了锁相环的性能参数和指标，以及测量方法和技巧。
- Demir等人在《射频锁相环：特性、建模和设计》一书中分享了锁相环的性能分析和建模方法。
书中重点讨论了锁相环的噪声特性和频率合成器的性能分析方法。
4. 锁相环在微波通信系统中的应用：- Gitlin在《锁相环在通信、无线和光纤中的应用》一书中详细介绍了锁相环在通信系统中的各种应用。
书中包括锁相环在频率合成、时钟恢复、调制和解调、时钟同步等方面的应用案例。
- Dardari等人在《超宽带无线通信系统的锁相环设计和性能研究》一文中研究了锁相环在超宽带通信系统中的应用。
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基于锁相环技术的光纤通信实验系统□韩磊高明【内容摘要】本文提出一个用CMOS锁相环CD4046电路等器件构成光纤通信实验系统，并具体介绍了系统组成，演示了现代光通信的基本工作过程、功能测试。
利用这套光纤通信系统的雏形装置，触摸到最新科技发展的脉搏。
【关键词】光纤通信；实验系统；锁相环CD4046；实践教学【作者单位】韩磊，高明；江海职业技术学院高职院校培养的是高素质技能型人才，掌握光通信应用技术，已经成为电子通信、光电专业学生应具备的素质和能力。
本文介绍的光纤通信实验系统，演示了当代光通信的工作过程，拓宽了学生的知识面，开阔了学生的视野，对于提高学习兴趣和积极性起到了重要的作用，同时对引导学生迅速进入工程应用的前沿领域有着良好的导向作用。
光电技术专业实验教学担负着将发展中的现代技术及时引入教学中的使命。
为了能够使用光通信系统在实验室里观察到光通信的工作过程，利用锁相环（PLL）技术设计制作一套光纤通信实验系统。
这套为光纤通信的雏形装置，是利用激光光束通过光纤传送语音信息的传输实验装置，具有电路简单、工作稳定可靠、直观性强、成本低廉、通信质量好的特点。
一、实验光纤通信系统的组成及电路设计实验装置主要设计思路是以通信原始模式为基础（信源ң信道ң信宿三大模块），在此基础之上在收发端分别加上发光调制装置和接收（光信号）解调装置，同时利用光传输介质（以光纤为主）进行信息的传送，这样设计此光纤通信实验装置的模块方案基本完成。
主要包括由半导体发光二极管LED及其调制，驱动电路组成的光信号发送器、传输光纤和由光敏晶体三极管3DU5，装换电路及功率放大电路组成的光信号接收器三个部分组成。
实验系统中发送器和接收器的信号发送和接收主要利用锁相环（PLL）技术构成。
锁相环（PLL）技术是能使受控振荡器的频率和相位均与输入信号保持确定关系的闭环电子电路。
其主要功能是为无线电发射中使频率较为稳定的一种方法，主要有VCO（压控振荡器）、PD（鉴相器）和LF（环路滤波器）三部分组成。
压控振荡器给出一个信号，一部分作为输出，另一部分通过分频与鉴相器所产生的本振信号作相位比较，为了保持频率不变，就要求相位差不发生改变，如果有相位差的变化，则鉴相器的电压输出端的电压发生变化，去控制VCO（压控振荡器）直到相位差恢复，最终达到锁频的目的。
现在常使用集成电路的锁相环，CD4046是通用的CMOS锁相环集成电路，其特点是电源电压范围宽（为3V 18V），输入阻抗高（约100MΩ），动态功耗小，在中心频率f0为10kHz，下功耗仅为600μW，属微功耗器件，采用16脚双列直插式。
CD4046锁相环采用的是RC型压控振荡器，当PLL对跟踪的输入信号的频率宽度有要求时还需要外接电阻R2使用。
对于光纤通信设备中光发送器件和光接收器件的选择，一般情况下一端发射装置使用发光二极管（LED）或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲，而光纤在传输信号的过程中有一定的损耗，这就要求光源和光宿的参数要符合光纤传输的最低损耗。
所以为了获得最佳的传输效果，光源LED的发光中心波长必须在传输光纤呈现低损耗的0．85μm、1．3μm或1．6μm红外光附近，而光电检测（接收端）器件的峰值波长也应与该波长接近。
本实验装置中光发送端采用发光中心波长为0．85μm 附近的GaAs（砷化镓）半导体发光二极管作为光源，光接收端则采用峰值响应波长为0．8 0．9μm的光敏晶体三极三、结语经过单因素实验，确定出影响豆粉营养型面包制作的各因素最佳水平为：豆粉与奶粉的比例1：1，水添加量48%，酵母添加量1%，糖添加量18%。
【参考文献】1．王恕，王显伦，胡运生．小麦粉大豆粉搭配的研究［J］．郑州粮食学院学报，19942．李利民，郑学玲，姚惠源．面粉中的碳水化合物在面包烘焙中的作用［J］．粮食与饲料工业，20003．李硕碧，高翔．小麦高分子量谷蛋白亚基与加工品质［M］．北京：中国农业出版社，20014．Fleming S E，Sosulski F W．Breadmaking Properties of Flour Concentrated Plant Proteins［J］．Cereal Chemistry，19775．董海州，郭承东．全脂大豆粉对面包品质的影响［J］．食品工业科技，1998·07·管（3DU5）作为光电检测器件。
二、光信号的发送器设计（一）半导体发光二极管LED 及其特性。
光纤通信系统中对光源器件在发光波长、电光效率、工作寿命、光谱宽度和调制性能等方面有特殊的要求。
制作半导体发光二极管LED 时只要材料的选取和成分控制适当，就能使作为光源的发光二极管LED 的发光中心波长与传输光纤低损耗波长一致。
本实验装置采用的是HFBR —1424型半导体发光二极管（砷化镓）。
在正常使用情况下，LED 两端的正向压降约为1．5V 左右，由二极管的电光特性可知，为了使传输系统的发送端能够产生一个无非线性失真、峰—峰值又最大的光信号，在使用LED 时应先给它加一个适当的偏置电流。
本系统中取其值为50mA ，保证了LED 工作在特性曲线的线性部分。
图1发送器结构框图（二）LED 的驱动、调制电路。
激光光纤通信实验系统发送器中LED 的驱动和调制框图如图1所示，主要由信号放大电路、锁相环（PLL ）调制电路、LED 驱动电路三部分组成。
锁相环（PLL ）的集成化，使得通信电路能够以崭新的面貌出现，此次光通信实验系统中采用的芯片CD4046是构成光通信电路的核心器件。
在实际设计中，MIC 为驻极体话筒，是将语音信号转换成电信号，通过集成运算放大器5G26进行信号的放大。
其输出去调制锁相环CD4046中的压控振荡器，形成受音频调制的调频信号，从锁相环压控振荡器输出端激励一个电流放大器（设计中用三极管3DG12），驱动半导体发光二极管LED ，此时LED 将发出强度不变的光（光功率一定）。
为了使光功率随着音频信号变化，必须通过放大电路中的电位器W 对LED 的驱动电流加以调制，从而使LED 发送出光强随音频信号变化的光信号，并经光纤连接器接入光纤。
三、光信号的传输光纤是一种利用光的全反射原理进行信息传递的工具，其结构由纤芯、包层和涂覆层组成。
其中只允许一种电磁场形态的光波在纤芯内传播的称为单模光纤，其模间色散很小，适用于远程通讯，而还有一种多模光纤，它容许不同模式的光于一根光纤上传输，由于多模光纤的芯径较大，故可使用较为廉价的耦合器及接线器，多模光纤的纤芯直径为50μm 至100μm 。
光纤在现代光通信系统中担负着远距离、高质量传输光信号（信息）的任务。
光纤的损耗决定了它传输信息的距离有多远；光纤的模式性质决定了它携带信息的容量多少。
本实验系统中采用的是纤芯直径为50μm 、折射率为1．62、包层直径为125μm 的多模光纤。
同时光纤两端均配有专用的光纤连接器，使之能够连接发送端和接收端。
四、光信号的接收器设计（一）光敏晶体三极管3DU5及其特性。
光敏晶体三极管是接收光信号并将其转化成为电流（称光电流）的传感器件。
它工作在反向偏置电压状态，只要有光照就会产生反向电流，与照射的光功率成正比，此关系称为光敏晶体管的光电特性。
其响应度值与入照射光波的波长有关。
本实验光通信系统中采用的是光敏晶体三极管3DU5，它的光谱响应波长为0．4 1．1μm 之间，峰值响应波长在0．8 0．9μm 范围内（正好与光发送器中发光二极管LED 的发射波长范围一致），其灵敏度最高。
（二）光电转换、解调电路。
在设计的实验系统中，此模块的功能是将光信号进行接收与转换，同时利用锁相环CD4046对电信号实现调频、解调，结构框图如图2所示。
图2接收器结构框图接收器首先由光纤传输过来的光信号通过连接器照射在光敏晶体三极管3DU5的窗口内，再由3DU5管将光信号（调频信号）转变成为与光功率成正比的电信号，送至锁相环CD4046中的相位比较器输入端与压控振荡器输出进行比较，得到一个经过低通滤波器滤除载频的调制电压，最后从内部源极跟随器输出，再经过由集成功放LA4100组成的音频功率放大器放大后由扬声器还原成语音信号。
发送端调频信号的中心频率通过CD4046中压控振荡器的控制频率端口外接电容确定，一般可调在200KHz 左右。
接收端的解调频率可调在接近载频上，即与发送端频率相同。
同时由压控振荡器的控制端口外接适合的电阻、电容构成的低通滤波器，其截止频率可选取在音频频段的上限（3KHz 左右）。
由于锁相环CD4046功耗极低，且电压范围宽，因此本实验系统选取直流12V 电压作为电源。
五、实验演示利用这一光纤通信的雏形装置进行通信实验。
将发送器和接收器接通电源，通过光纤连接器正确连接光纤，用发送端的驻极话筒对准音频源（音量调节较小位置，以保证光电器件工作在线性范围）。
这时音频信号送入发送器，在接收器后面的扬声器（喇叭）立即会发出同样的音频信号。
实验效果达到预期，完成了光纤通信的基本过程。
六、结语以锁相环CD4046为核心器件构成的光纤通信实验系统，实验原理通俗易懂，演示了光通信的工作过程。
这一实验装置为学生提供了充分的动手机会，触摸到最新科技发展的脉搏，很适合职业技术学院电子、通信、光电专业的实践教学，具有极大的应用和推广价值。
【参考文献】1．刘志海．光通信实验系统：功能与测试［J ］．光电子技术与信息，20042．宋吉江．锁相环技术及CD4046的结构与应用［J ］．半导体技术，2004·17·。