FDM - transmisja z podziałem częstotliwości

FDM - transmisja z podziałem częstotliwości

FDM - transmisja z podziałem
częstotliwości
Model ten pozwala na demonstrację transmisji jednoczesnej dwóch kanałów po jednym
światłowodzie z wykorzystaniem metody podziału częstotliwości FDM (frequency division
multiplex).
Schematy blokowe nadajnika i odbiornika pokazuja ogólną organizację kanału. Trzonem
układu jest symetryczny szerokopasmowy nadajnik analogowy ( blok sterowania diody
LED ) który ma dwa równoprawne wejścia 1 i 2. Nadajnik może być sterowany
jednocześnie z obu wejść lub indywidualnie z każdego z osobna.
Dla jednoczesnej transmisji podzielono pasmo częstotliwości na 3 regiony:
0 ÷ 1 MHz pasmo podstawowe (baseband)
1 ÷ 3 MHz pasmo buforowe
3 ÷ 10 MHz pasmo wysokich częstotliwości dla kanału FSK
Odbiornik optyczny pracuje w pełnym paśmie. Rozdzielenie pasm nastepuje przez
wydajne filtrowanie górno i dolnoprzepustowe zrealizowane eliptycznymi filtrami
pierwszego rzędu obustronnie dopasowanymi do impedancji 75Ω. Filtracja po stronie
wejścia ma za zadanie odciąć ew. wyższe składowe w paśmie podstawowym oraz
szczątkowe niższe składowe widma FSK. Sterowanie LEDa odbywa się w rejonie jego
najlepszej liniowosci tak aby szkodliwe produkty przemiany częstotliwości były pomijalnie
małe.
Nadajnik z odbiornikiem łączymy odcinkiem gradientowego œwiatłowodu 62,5/125 µm.
Transmisja ma miejsce w I oknie transmisyjnym.
2
NADAJNIK
SCHEMAT BLOKOWY
Wyjœcie optyczne LED
Wyjście
optyczne LED
We
pasmo
podstawowe
Wzmacniacz
buforowy
Filtr
Nadajnik
analogowy
ppC
We FSK
Rys. L3.1
Modulator
FSK
Filtr
3
ODBIORNIK
SCHEMAT BLOKOWY
Wejście optyczne
optyczne
Wejœcie
ppA
wy1
Fotodioda
+ przedwzm.
szerokopasm.
Filtr
wy2
+
Filtr
Wzmacniacz
dodatkowy
ppB
Rys. L3.2
Rys.1
Wy
pasmo
podstawowe
Układ
Uk³ad
dekodera
dekodera
FSK
FSK
Wy FSK
4
Kanał pasma podstawowego (baseband)
1. W układzie jak na rys.2 dokonaj pomiaru i rejestracji charakterystyk przenoszenia
filtrów dolno i górnoprzepustowego. Dla filtru dolnoprzepustowego dołącz sondę
pomiarową do ppA - a dla filtru górnoprzepustowego odpowiednio do ppB. Włączenie
sondy pomiarowej do wy1 lub wy2 w części wspólnej odbiornika pozwala określić pełne
pasmo transmisyjne toru (pasmo nadajnika jest kilkukrotnie szersze niż odbiornika.
Badanie transmitancji tą metodą wymaga linowo modulowanego zródła swiatła i należy
użyć tutaj dostępnego nadajnika laserowego.
Generator
Trakingowy
TR 503
ppA
We
Nadajnik
Światłowodowy
(laserowy)
Odbiornik
FSK rys.1
Światłowód gradientowy
62,5/125
Analizator
widma
T 495P
Rys.2
ppB
5
2. Zestaw układ wg rysunku 3.
Wy baseband
We baseband
Nadajnik
FSK rys.1
We FSK
Odbiornik
FSK rys.1
Wy FSK
Światłowód gradientowy
62,5/125
Rys.3
Do układu dołącz do wejścia basebandowego generator sekwencji pseudoprzypadkowej
a oscyloskop cyfrowy do odpowiadającego mu wyjścia.
Uwaga: Generator pseudoprzypadkowy może być taktowany zegarem zewnętrznym. Jako
zegar można użyć dowolnego generatora w którym przebieg wyjściowy przechodzi przez
zero. Proces taktowania ma miejsce w punkcie przejścia przez zero na dodatnim zboczu.
Można użyć sygnałowego generatora sinusoidalnego
Regulując częstotliwość generatora zaobserwuj zjawisko interferencji międzysymbolowej i
zbadaj warunki w których ISI zanika. Zarejestruj oscylogramy „oka” w modzie Store
oscyloskopu i na podstawie tych oscylogramów określ przybliżona maksymalną
przepływność toru.
Zweryfikuj eksperymentalnie twierdzenie Nyquista
6
Kanał transmisyjny FSK
w paśmie wysokich częstotliwości
Układ transmisji binarnej w paśmie FSK bazuje na aplikacji dedykowanych układów
scalonych Signetics NE5080 (nadajnik) i NE5081 (odbiornik).
Oprócz dotychczas stosowanego sprzętu pomiarowego wykorzystany będzie:
a) przetwornik optoelektroniczny O/E firmy Tektronix 0,1÷1000
MHz
b) generator impulsów podwójnych Philips PM 5715
1. Sprawdź prawidłowość działania toru przez dołączenie do wejścia generatora Philips
dokonując obserwacji oscyloskopowych wyjścia i wejścia( poziom sygnału wejściowego
jak w standardzie TTL).
Stosując test impulsów podwójnych określ maksymalną przepływność toru FSK
Dioda LED w sąsiedztwie obwodu NE5081 sygnalizuje stan synchronizacji modemu FSK
2. Bez dołączonego generatora zaobserwuj oscyloskopem sygnał modulatora - użyj
sondy - zmierz jego częstotliwość i zarejestruj (patrz schemat blokowy nadajnika) dla
obu statycznych stanów logicznych na wejściu ( zgodnie ze standardem TTL “1” uzyskasz
zostawiając wejście FSK otwarte natomiast “0” dołączając do niego terminator BNC 50Ω )
3. Dołącz do wejścia FSK generator sekwencji pseudoprzypadkowej. Zbadaj i zarejestruj
widmo sygnału FSK przy sterowaniu z generatora ciągu pseudoprzypadkowego NRZ.
Zbadaj wpływ szybkości modulacji (częstotliwosci bitowej) na kształt i szerokość widma.
Wykonaj rejestrację dla maksymalnej przepływności (punkt 1) oraz dla 10-cio i 100 krotnie mniejszej.
Uwaga: sygnał optyczny z nadajnika dołącz do wejścia konwertera O/E a jego wyjście
elektryczne dołącz do wejścia analizatora.
4. Zestaw transmisję dwukanałową równoczesną
- FSK
- w paśmie podstawowym
Zbadaj czy obie transmisje odbywają się prawidłowo.Wykorzystaj dwa generatory, możesz
użyc drugi oscyloskop. Oba generatory i kanały mają pracować bez żadnej wzajemnej
synchronizacji
Zbadaj czy sygnał FSK nie zakłóca toru basebandowego. Określ wzrost poziomu szumów
z tym związany.
8
9
10