浙大光电耦合应用电路设计实验报告
电路实验报告 耦合电感
电路实验报告耦合电感
实验名称：耦合电感实验
实验目的：通过耦合电感实验，掌握电感的耦合作用原理，了解耦合电感在电路中的应用。
实验仪器：耦合电感、示波器、信号发生器、电阻、电源等。
实验原理：耦合电感是指两个或多个电感之间通过磁场相互耦合的现象。
在电路中，耦合电感可以用于实现信号传输、滤波、共振等功能。
当两个电感耦合在一起时，它们之间会产生一定的磁场耦合，从而影响彼此的电流和电压。
实验步骤：
1. 搭建电路：将示波器、信号发生器、电阻、电源和耦合电感连接在一起，按照实验指导书上的电路图进行搭建。
2. 调节参数：调节信号发生器的频率和幅度，观察示波器上的波形变化。
3. 测量数据：记录不同频率下示波器上的波形，测量电压和电流的数值。
4. 分析结果：根据实验数据分析耦合电感在不同频率下的特性，如共振频率、阻抗等。
实验结果：通过实验可以观察到在一定频率下，耦合电感会产生共振现象，电路中的电流和电压会发生明显变化。
同时，通过测量数据可以得到耦合电感在不同频率下的阻抗曲线，进一步了解其在电路中的应用。
实验结论：耦合电感在电路中起着重要作用，可以用于实现信号传输、滤波、共振等功能。
通过本次实验，我们对耦合电感的耦合作用原理和在电路中的应用有了更深入的了解。
实验总结：本次实验通过实际操作，让我们更加直观地了解了耦合电感的特性
和应用。
同时，也提醒我们在实际电路设计中要充分考虑耦合电感的影响，合理选择参数，以保证电路的稳定性和性能。
希望通过这次实验，能够对同学们的电路理论知识有所帮助。
光电耦合器测试实训报告
《光电耦合器简易测试》的实训报告
第周，星期，第节课学生姓名学号
一、实训目的：
掌握光电耦合器发光二极管的电流与光敏三极管CE间的电阻关系。
二、实训器材：
光电耦合器1只、47型万用表2块、加工后的鳄鱼夹子4只。
三、实训要求：
了解光电耦合器特性。
四、实训过程：
1、用万用表1k档，鉴别出发光二极管的正负两脚。
2、用万用表10k档，鉴别出光敏三极管C极和E极两脚。
3、降低测发光二极管万用表的电阻档位，会使光敏三极管C极和E极两脚间的阻值降低。
五、实训总结：
万用表不同的电阻档位，两表笔之间的电流也不同，电阻档位越低，电流越大。
六、实训结果：
所测光电耦合器正常。
指导教师评语：
实训报告等级：指导教师签字：
年月日。
耦合结构分析实验报告
耦合结构分析实验报告1. 引言耦合结构分析是现代工程设计中常用的一种分析方法，用于研究多个系统或组件之间的相互作用关系。
通过耦合结构分析，可以评估系统的稳定性、可靠性和性能等指标，从而为设计过程提供参考和优化方案。
在本次实验中，我们通过搭建一个简单的耦合系统，对其进行结构分析。
本报告将详细介绍实验的目的、方法、结果和讨论，以及实验过程中的注意事项和结论。
2. 实验目的本实验的主要目的是通过搭建一个耦合系统，学习和掌握耦合结构分析的基本方法和步骤，包括系统建模、振动模态分析和模态超级位置分析。
具体而言，实验的主要目标包括：- 掌握耦合系统的建模方法和技巧；- 学习使用有限元软件进行耦合系统的振动模态分析；- 学习并应用模态超级位置分析方法，评估系统的结构稳定性。
3. 实验方法3.1 系统建模首先，我们通过观察和理解系统的结构和工作原理，对耦合系统进行建模。
根据系统的实际情况，可以使用传统的连续体模型或离散模型进行建模。
在本实验中，我们选择了离散模型来描述系统。
3.2 振动模态分析使用有限元分析软件，对耦合系统进行振动模态分析。
在分析过程中，我们需要设置适当的边界条件和加载条件，以准确计算出系统的自由振动频率和模态形态。
3.3 模态超级位置分析根据振动模态分析得到的结果，我们可以进行模态超级位置分析。
该分析方法用于评估系统中各个模态的贡献程度，确定系统中关键模态的位置和影响。
4. 实验结果与讨论通过对耦合系统的振动模态分析和模态超级位置分析，我们得到了一系列有关系统结构和性能的数据。
4.1 振动模态分析结果根据振动模态分析的结果，我们得到了系统的自由振动频率和相应的模态形态。
通过比较各个模态的自由振动频率，我们可以得出一些结论，如哪些频率较高，对系统更为重要等。
4.2 模态超级位置分析结果模态超级位置分析结果揭示了系统中关键模态的位置和影响程度。
通过分析超级位置分布，我们可以识别出对系统结构稳定性和性能影响较大的模态，并据此进行优化设计。
光纤耦合实验报告
篇一：光纤测量实验报告光纤测量实验报告课程名称：光纤测量实验名称：耦合器光功率分配比的测量学院：电子信息工程学院专业：通信与信息系统班级：研1305班姓名：韩文国学号：13120011实验日期：2014年4月22日指导老师：宁提纲、李晶耦合器光功率分配比的测量一、实验目的：1. 理解光纤耦合器的工作原理；2. 掌握光纤耦合器的用途和使用方法；3. 掌握光功率计的使用方法。
二、实验装置：ld激光器，1 ×2光纤耦合器，2 ×2光纤耦合器，tl-510型光功率计，光纤跳线若干。
1. ld激光器半导体激光器是以一定的半导体材料做工作物质而产生激光的器件。
.其工作原理是通过一定的激励方式，在半导体物质的能带（导带与价带）之间，或者半导体物质的能带与杂质（受主或施主）能级之间，实现非平衡载流子的粒子数反转，当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时，便产生受激发射作用。
电注入式半导体激光器，一般是由砷化镓（gaas）、硫化镉（cds）、磷化铟(inp)、硫化锌(zns)等材料制成的半导体面结型二极管，沿正向偏压注入电流进行激励，在结平面区域产生受激发射。
本实验用的ld激光器中心频率是1550nm。
2. 光功率计光功率计（optical power meter ）是指用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗的仪器。
在光纤系统中，测量光功率是最基本的，非常像电子学中的万用表；在光纤测量中，光功率计是重负荷常用表。
通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。
用光功率计与稳定光源组合使用，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。
3. 耦合器光纤耦合器是一种用于传送和分配光信号的光纤无源器件，是光纤系统中使用最多的光无源器件之一，在光纤通信及光纤传感领域占有举足轻重的地位。
光纤耦合器一般具有以下几个特点:一是器件由光纤构成，属于全光纤型器件;二是光场的分波与合波主要通过模式耦合来实现;三是光信号传输具有方向性。
光耦合器实验
全光纤耦合器件摘要：简述熔融拉锥法制作全光纤耦合器件的原理，进而讨论全光纤耦合器的工作原理，并对未知耦合器件进行测试，具体分析其参数。
一、 实验原理1. 熔融拉锥法熔融拉锥法是将2根出去涂覆层的光纤以一定方式靠拢，然后置于高温下加热熔融，同时向光纤两端拉伸，最终在加入形成双锥形式的特殊波导耦合结构，从而实现光纤耦合的一种方法。
熔融拉锥法示意图如图1：图 1熔融拉锥法示意图2. 光纤耦合器工作原理图2所示为熔融拉锥型光纤耦合器的结构模型。
其中：W 2和W 3分别为耦合结构熔锥区II 和III 在光纤熔烧时的拉伸长度；W 1为耦合区I 的火焰宽度。
耦合区的两光纤熔烧时逐渐变细，两纤芯可以忽略不计，两包层合并在一起形成以包层为纤芯、芯外介质（空气）为新包层的复合波导结构，实现两光纤的完全耦合。
当入射光从输入端1进入熔锥区II 后，由于淡漠光纤的传导膜为2个正交的基膜信号，因此，光纤参量V 随着纤芯的变细而逐渐变小，导致越来越多的光渗入包层；进入耦合区I 后，由于两光纤合并在一起，光在以新的包层为纤芯的复合波导中传输，并使光功率发生再分配；当光进入熔锥区III 后，光纤参量V 随着纤芯的变粗而逐渐增大，并使光以特定比例从输出端输出，即一部分光从直通臂直接输出，另一部分光从耦合臂输出。
在耦合区I ，由于两光纤包层合并在一起，纤芯足够逼近，因此，耦合器为两波导构成的弱耦合结构。
根据若耦合模理论：相耦合的两波导中的场，各保持该波导独立存在是的场分布和传输系数，耦合的影响仅表现在场的复振幅的变化。
假设光纤是无吸收的，则随拉伸长度Z 不断变化，其变化规律可用一阶微分方程组表示如下：式中：A 1和A 2为两光纤的模场振幅；和为两光纤在孤立状态下的传播常数；和为子耦合系数；和为互耦合系数。
自耦合系数相对于互耦合系数很小，可以忽略，且近似有。
当方程在z=0时满足A 1(z)= A 1(0), A 2(z)= A 2(0)，其解为：图 2 光纤耦合器结构模型其中：为两传播常数的平均值；F2为光纤之间耦合的最大功率；C为耦合系数，与工艺有关。
光电检测实验报告(5)光电耦合开关实验
光电检测实验报告实验名称：光电耦合开关实验实验者：实验班级：实验时间：指导老师：一、实验目的1、了解光开关（反射式、对射式）的工作原理及其特性2、了解并掌握使用光开关测量转速的原理及方法二、实验内容1、对射式光开关转速测量实验2、反射式光开关转速测量实验三、实验仪器1、光电耦合开关实验仪 1台2、连接导线若干3、电源线 1根四、实验步骤1) 对射式光开关转速测量实验1、将面板左上对射式光电开关用导线对应接入面板中间上面的光电开关输入端，光电开关探测器端绿色护套插座接驱动开关指示输入端绿色护套插座。
2、打开电源，手动转动转盘，使光电开关光路挡住或畅通，观察输出开关指示灯状态。
3、转速调节输出端通过导线与电机输入端连接，将解调电路输出端接入频率表。
4、打开电源，调节转速，观测转速改变。
注意，转速单位为转/分钟。
5、关闭电源。
8) 反射式光开关转速测量实验1、将面板左上反射式光电开关用导线对应接入面板中间上面的光电开关输入端，光电开关探测器端绿色护套插座接驱动开关指示输入端绿色护套插座。
2、打开电源，手动转动转盘，使光电开关光路挡住或畅通，观察输出开关指示灯状态。
3、转速调节输出端通过导线与电机输入端连接，将解调电路输出端接入频率表。
4、打开电源，调节转速，观测转速改变。
注意，由于转盘上有6个孔，转盘转动一周输出个脉冲信号，因此实际转速应该等于显示转速的1/6。
5、关闭电源。
五、实验测得数据1、对射式：W=Wo/6=680/6=113.3rad/s2、反射式：W=Wo/6=700/6=116,7rad/s(其中为W实际转速，Wo为显示转速）六、实验结束后，整理器材、清理桌面。
关于光纤耦合的实习报告
实习报告实习内容：光纤耦合实习时间：xxxx年xx月xx日至xxxx年xx月xx日实习单位：xxxx科技有限公司一、实习背景及目的在我国科技事业的高速发展下，光纤通信技术得到了广泛应用。
光纤耦合作为光纤通信系统中的关键部分，其性能的好坏直接影响到整个系统的传输效率。
为了更好地了解光纤耦合的原理及其在实际应用中的性能表现，我选择了xxxx科技有限公司进行为期一个月的实习，主要学习光纤耦合的相关知识和实践操作。
二、实习内容及过程1. 光纤耦合基本原理实习期间，我首先了解了光纤耦合的基本原理。
光纤耦合是指将两个或多个光纤的光能量相互转移的过程。
其原理主要是利用光纤的模场直径、折射率、耦合长度等参数，使得光能量在光纤之间实现高效转移。
光纤耦合的方式有多种，如光纤端面耦合、光纤锥形耦合、光纤光栅耦合等。
2. 光纤耦合器件的制作与测试在实习过程中，我参与了光纤耦合器件的制作与测试。
首先，我学习了光纤耦合器件的制作工艺，包括光纤切割、光纤熔接、光纤耦合器的设计与制作等。
在制作过程中，我深刻体会到了光纤耦合技术在实际操作中的细节问题，如光纤的切割角度、耦合长度、耦合效率等。
接下来，我参与了光纤耦合器件的性能测试。
测试过程中，我们使用光学仪器测量了光纤耦合的插入损耗、回波损耗、耦合效率等参数。
通过测试结果，我们分析了光纤耦合器件的性能优劣，并为优化设计提供了依据。
3. 光纤耦合在实际应用中的性能表现在实习期间，我还学习了光纤耦合在实际应用中的性能表现。
光纤耦合在光通信系统、光纤传感器、光纤激光器等领域具有重要作用。
通过对实际应用场景的了解，我认识到光纤耦合性能的优劣直接影响到整个系统的性能表现。
例如，在光通信系统中，光纤耦合的插入损耗越小，系统的传输效率越高；在光纤传感器中，光纤耦合的灵敏度越高，传感器的检测精度越高。
三、实习收获及体会通过这次实习，我对光纤耦合的基本原理、制作工艺及其在实际应用中的性能表现有了更深入的了解。
光耦工作测试实验报告
光耦工作测试实验报告光耦工作测试实验报告实验目的：1. 了解光耦的基本原理和工作方式；2. 学习如何进行光耦的工作测试；3. 掌握光耦的特性参数测量方法。
实验原理：光耦是一种用来实现光电隔离的电子元器件，它由发光二极管（LED）和光敏二极管（光敏三极管、光电晶体管等）组成。
通过LED发出的光信号被光敏二极管转变为电信号，实现光电信号的隔离传输。
实验步骤：1. 搭建实验电路，将光耦与信号源、示波器连接；2. 调节信号源的频率和幅度，观察LED和光敏二极管的工作情况；3. 测量LED的前向电流和正向电压，并绘制V-I特性曲线；4. 测量光敏二极管的感光电流与入射光照强度的关系，并绘制I-L特性曲线；5. 测量光敏二极管的响应时间。
实验结果：1. 观察LED和光敏二极管的工作情况，LED发光明亮，光敏二极管接收到光信号产生电流；2. 测量LED的前向电流为20mA，正向电压为1.8V；3. 绘制的V-I特性曲线呈正比直线，符合Ohm定律；4. 测量光敏二极管的感光电流随着入射光照强度的增加而线性增大；5. 测量光敏二极管的响应时间为5ms。
实验分析：1. 实验结果表明光耦正常工作，LED发光亮度和光敏二极管的感光电流与输入信号相关；2. V-I特性曲线表明光耦的正向电阻是一个固定值，输入电压和输出电流成正比；3. I-L特性曲线表明光敏二极管的感光电流与入射光照强度成正比关系，可以根据电流值反推光照强度；4. 响应时间是指光敏二极管从接收到光信号到产生相应电流的时间，影响光耦的快速响应能力。
实验结论：本实验成功地了解了光耦的基本原理和工作方式，学习了光耦的工作测试方法，并掌握了光耦的特性参数测量方法。
实验结果表明光耦工作正常，具有良好的光电隔离功能。
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实验报告
课程名称：电路与电子技术实验II 指导老师：成绩：实验名称：光电耦合应用电路设计实验类型：电子技术设计性实验
一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得
一、实验目的和要求
1.了解光电耦合器件和光电耦合隔离放大器的工作原理。
2.学会常用（典型）光电耦合器件的使用。
3.掌握光电耦合器件常用电路的设计、分析和调试方法。
4.认识并区分名字概念：隔离放大、不共地。
二、实验内容和原理
1.实验内容
（1）光电耦合器件原理（数据手册）。
（2）光电耦合器件的基本特性。
（3）光电耦合器件的开关电路。
（4）光电耦合器件的线性电路。
2.实验原理
（1）隔离放大器
（i）定义：输入、输出之间没有直接电气关联的放大器。
（ii）结构框图：
（iii）电路符号：
（iv）特点/优势：
①减少噪声，共模抑制能力高。
②采用两套独立的供电系统，信号在传输过程中没有公共的接地端。
③有效保护后续电路不受前端高共模电压的损坏。
（v）应用：
①电力电子电路中用于主回路与控制回路的隔离（如电机控制系统中）。
②测量环境中含有较多干扰和噪声的场合。
③生物医学中与人体测量有关的设备（如生物电信号，保证人体安全）。
（vi）耦合方式：
①变压器耦合方式：
利用变压器不能直接传输低频（包括缓变或直流）信号这一特性，实现对低频信号的隔离；又称电磁耦合。
②光电耦合方式：
利用光电耦合器件或光纤传递信号。
（2）光电耦合
（i）常见内部结构：（以PN结为基础）
（ii）工作原理：
①输入端输入信号，发光管发光（发光强度与输入电流大小有关）。
②发光管与光敏器件之间采用透明绝缘材料隔离。
③光敏器件依据光电效应产生输出电流（大小与受光强度有关）。
（iii）典型应用：
V I为低时，发光二极管导通发光，光敏三极管受光导通，V O为低；V I为高时，发光二极管不导通，光敏三极管不导通，V O为高。
（数字信号的同相传输功能）
（iv）优势：
体积小、成本低、带宽高、能与TTL电路兼容（直接驱动TTL电路或被TTL 电路直接驱动）、接口电路简单、使用方便等，在数字电路的隔离中得到了广泛的应用，并具有广阔的发展前景。
（v）非线性：
光电耦合器件中的发光管、光敏管都是非线性器件，线性区范围很小；一般难以用于模拟（线性）电路应用；光耦：非线性光耦。
（vi）补偿式线性放大电路：
工作原理：
（C：用于改善电路的稳定性和频率特性）
补偿原理：若Io2↓，则Io1↓，A1 级电路的反馈量↓，净输入量↑，输出量If↑；于是：Io2↑（Io2 基本稳定）。
（vii）主要参数：
①隔离电压。
②电流传输比CTR：二极管型（0.2~0.3%），普通三极管型（20~300%），达林顿管型（100~1500%）。
③开关特性：传输速率，转换速率，带宽。
（3）LM358芯片
管脚示意图：
（4）TLP521-2芯片
（i）管脚示意图：
（ii）TLP521系列：
①单/双/四通道的低速光电耦合器。
②隔离电压2500V。
③转换速率相对偏低，一般适用于几百kHz以下的信号传输。
三、主要仪器设备
1.TDS1002型示波器一台。
2.信号发生器一台。
3.运算放大器LM358两个。
4.学生电子技术实验箱一个。
5.导线若干。
6.TLP521-2芯片一个。
7.稳压源一个。
四、操作方法和实验步骤
1.按上图所示电路进行连线，用万用表的直流电压档测量输入和输出，并记录实验数据。
2.按上图所示电路进行连线，用万用表的直流电压档测量输入和输出，并记录实验数据。
3.按上图所示电路进行连线，分别输入2V和0V直流电压，观察发光二级管的亮灭情况。
4.按上图所示电路进行连线，分别输入2V和0V直流电压，观察发光二级管的亮灭情况。
之后输入方波0-2VDC时，观察发光二极管亮灭情况；输入三角波0-2VDC时，观察发光二极管亮灭情况。
5.按上图所示电路进行连线，用万用表测输入直流电压0~3VDC，输出直流电压约为0~3VDC。
6.按上图所示电路进行连线，注意C2电容大小，若V DD=15V，则C2为1000pF。
输入信号是正弦波、三角波信号（低频100Hz以下）时，用示波器双踪显示v I、v O的波形，再将显示格式改为XY格式，测量电压传输特性曲线，记录波形可用图片。
输入正弦电压峰峰值2.2Vpp，输出正弦电压峰峰值约为2.2Vpp。
7.光电耦合的伏安特性测量
（1）输入伏安特性测量
要求输入为0~5VDC电平信号，对应输出约为15~0VDC的电平转换。
①根据测量结果绘制输入伏安特性曲线。
②分析R L固定时，R1值应多大才合理？
（2）输出伏安特性测量
①根据测量结果绘制伏安特性曲线。
②分析V CE增大时，V F是增大还是减小。
③分析V CE增大时CTR值的变化。
8.测量反相器的最高工作频率
输入信号是前沿陡峭的大幅度方波，用示波器监视输入电压波形，使其峰峰值达10VV pp后保持不变。
再增大输入信号的频率，当输出电压波形开始成锯齿波时用示波器测量其峰峰值V pp、频率。
示波器双踪显示v I、v CE的波形，记录波形可用图片。
分析该反相器的最高工作频率（或传输速率）应多大才合理。
五、实验数据记录和处理
1.电平转换电路：将输入的0~5V转化为输出的0~15V。
极管熄灭。
4.报警电路2：当输入0VDC时，发光二极管点亮；当输入2VDC时，发光二极管熄灭。
当输入0-2V方波或者三角波时，将信号的频率调低后可以看到发光二极管忽闪忽灭。
5.补偿式模拟信号光电隔离电路：输入直流电压0~3VDC，输出直流电压
（1）输入V pp=2.2V，f=50Hz的正弦波信号：
XY模式下观察：
（2）输入V pp=2.2V，f=50Hz的三角波信号：XY模式下观察：
7.光电耦合的伏安特性测量（1）输入伏安特性测量
F F
C CE
8.测量反相器的最高工作频率
由上图知，输出锯齿波的峰峰值为560mV，频率为86.73kHz。
故该反相器的最高工作频率应为86.73kHz。
六、实验结果与分析
实验成功连接并得到了光电耦合芯片的各种电路，也实现了其相应的功能。
光电耦合芯片的输入端的伏安特性曲线和二极管的伏安特性曲线相同，输出端的伏安特性曲线与三极管的输出伏安特性曲线相同，这与理论值也相同。
七、讨论、心得
1.实验之前，还是要检查3个芯片的好坏。
因为本次实验线路比较多，若不先检查芯片好坏，则如果出了问题很难查找。
2.虽然一般的光电耦合器件都是非线性的，但也可以有线性光耦，信号的传输特性曲线接近直线（尤指小信号输入的情况）。
3.在连接电路过程中，一定要用两个LM358芯片。
若只用一个芯片中的两个运放，则这两个运放是共地的，这与实验要求的两边不共地要求相违背。
4.总的来说，本次实验做得还算顺利，没遇到什么大问题。