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利用廉价的激光笔(半导体激光器)和一些常见的器材,设计、制作了简单直观的光通信调制与解调装置,使学生对现代通信技术有所了解。

实验原理

实验装置如图1所示,激光器发出的激光束被一片垂直粘在扬声器振膜上的轻质挡光片挡住一半,当扬声器输入音频信号后,挡光片随扬声器振膜而作上下运动,运动的挡光片使这束激光截面面积不断变化。由于光电池的输出电压在入射光强一定的情况下,与受光面积成正比,则光电池输出电压的变化也就反映了扬声器振膜的振动规律,将此电压进行功率放大后即可推动耳机或扬声器发出声音。

1 实验装置示意图

 

 

 

制作方法

实验装置按功能可以分为发射和接收两部分。

发射部分如图2所示,激光器选择出射光斑在远处较小的激光笔(激光束更接近于平行光,在远距离演示时可以取得较好效果)。电池耗电约40mA,也可外接电源。将激光笔拆开以后,把两根细导线焊于电池盒的接线端,并把其开关用导线短路。同时调整激光束投射到挡光片上(2所示的位置),以取得较大的动态范围。

2中的两个22μF/16V电解电容反向串联后接入扬声器回路中,利用小电容对低频阻抗大的特点来降低扬声器的振幅,避免因振幅过大而影响接收到的音频信号的清晰度。同时还要选择小口径的扬声器,才能取得较清晰的声音。

2 发射部分示意图

 

(a)整体框图

 

(b)屏蔽筒

 

(c)接收电路

 

3 接收部分示意图

连接到收录机扬声器输出端的插头选用三芯立体声插头,并按图2连接,目的是如果收录机输出端使用的是立体声插座,本装置也适用。

接收部分整体结构如图3(a)所示。包括光电池、屏蔽筒、前置放大器、功率放大器、耳机输出插座以及电池盒等部分。

光电池最好选择整块的。屏蔽筒可参照图3(b)所示制作,外壳接地,内壁用一张黑色砂纸贴上,减少杂散光对接收的影响。由于硅光电池检出的电信号较弱,不能直接推动耳机或扬声器发出声音,故应先经过一级前置放大后再输入功率放大集成块进行功率放大。电路如图3(c)所示。

 

 

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