POLITECHNIKA POZNAŃSKA INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI PRZEMYSŁOWEJ Zakład Elektrotechniki Teoretycznej i Stosowanej
Laboratorium Optoelektroniki Ćwiczenie nr 3 Temat: Badanie przemysłowego łącza światłowodowego
Rok akademicki: 2013/2014 Wydział Elektryczny Elektrotechnika Studia dzienne I stopień Specjalność: SPwPiIB
Uwagi:

1. Schemat pomiarowy

G – generator funkcyjny, Z – zasilacz 5V

1. Obserwacja przebiegów czasowych sygnałów u_IN(t) i u_OUT(t)

Lp	f	KX	X	top	δ	Sredni czas top	Średni δ	Uwagi
	Hz	ns /div	div	ns	%	ns	%
1	100k	100	2,5	250	7,1
2	500k	100	2,8	280	6,6
3	1M	100	2,2	220	7,5	232,6	7,4	1m
4	2M	100	2,1	210	7,9
5	5M	100	2,1	210	7,8
6	100k	100	3,6	355	5,8
7	500k	100	3,1	310	6,2
8	1M	100	3,6	360	5,8	335	6,0	10m
9	2M	100	3,0	299	6,3
10	5M	100	3,5	351	5,8

Przykładowe obliczenia dla pomiaru 4

t_op = K_X * X = 100 * 2, 1 = 210 [ns]

Tor odchylania poziomego oscyloskop miał dokładność δc_t = 3%, a odczytów dokonano z błędem ΔX = 0,1dz.

$\delta = ct + \frac{X}{X}*100\% = 3\% + \frac{0,1}{2,1}*100\% = 7,9\lbrack\%\rbrack$

1. Dla drogi s=9m obliczyć czas potrzebny na jej pokonanie przez światło

$t = \frac{s}{c} = \frac{9}{300000000} = 3*10^{- 8} = 30\ \lbrack ns\rbrack$

1. Wyjaśnić pojęcie „Kod NRZ”

Metoda przekształcania binarnego sygnału na sygnał fizyczny w celu transmisji przez kanał komunikacyjny. W dwupoziomowym sygnale NRZ przełączenie poziomu sygnału następuje synchroniczne zgodnie z sygnałem zegarowym jeśli transmitowany bit ma wartość 0, natomiast jeśli transmitowany bit ma wartość 1, to wartość sygnału fizycznego nie ulega zmianie.

1. Współczynnik załamania światła dla światłowodów o długości 1m i 10m

		Wyniki
l	[m]	1
top	[ns]	232,6
v	[m/s]	4299226
n	[-]	69,78

Obliczenia dla przewodu o długości 10m

$$v = \frac{l}{t_{\text{op}}} = \frac{10}{335*10^{- 9}} = 29850746\ \lbrack\frac{m}{s}\rbrack$$

$$n = \frac{c}{v} = \frac{3*10^{8}}{29850746} = 10,05$$

1. Wnioski

• Częstotliwość przesyłanego sygnału nie wpływa znacząco na czas opóźnienia światłowodu;

• Wraz ze zwiększeniem długości przewodu czas opóźnienia rośnie, lecz nie robi tego liniowo co może oznaczać że prędkość rozchodzenia się światła zależy od długości przewodu;

• Czas potrzebny światłu w próżni na pokonanie 9m jest ponad 10 krotnie mniejszy niż czas jaki światło w światłowodzie potrzebowało na pokonanie 10m. Oznacza to że prędkość rozchodzenia się światła w światłowodzie jest mniejsza niż w próżni;

• Współczynnik załamania światła w światłowodzie jest mniejszy w przewodzie o większej długości;