音频信号光纤通信原理【实验目的】1． 熟悉半导体电光/光电器件的基本性能及其主要特性的测试方法2． 了解音频信号光纤传输系统的结构及主要部件选配原则3． 学习分析音频信号集成运放电路的基本方法4． 训练音频信号光纤传输系统的调试技术【实验原理】系统结构图如下所示：1． 半导体发光二极管 LEDLED 是一种双异质结构的半导体二极管，简称 DH。当给 DH 结构加正偏压时，使 N 层向有源层 p 注入导电电子，这些电子由于受到 p-P 异质阻挡而不能进入 P 层，只能被限制在有源层和空穴复合。复合时，不少电子释放出的能量满足：h 为普朗克常数；ν 为光波频率；E1为有源层内导电电子能量；E2为导电电子和空穴复合后处于价键束缚状态的能量；Eg与 DH 结构中各层材料及组分选取等原因有关。制作 LED 时，只要材料选取和组分控制适当，就能使 LED 发光中心波长与传输光纤低损耗波长一致。光纤通信系统中使用 LED 的光功率是尾纤输出。出纤光功率与 LED 驱动电流的关系称为 LED 的电光特性。为避开和减少非线性失真，使用时应给 LED 加一个适当的偏置电流 I（电光特性曲线线性部分中点对应的电流值）。而调制信号的峰值位于电光特性的直线范围内。对于非线性失真要求不高的情况下，，为 LED 所允许的最大偏置电流，这样可使其获得无截止畸变幅度最大的调制，有利于信号的远距离传输。2． 光纤 利用全反射原理使光在光纤中成“之”字形传播。3． 半导体光电二极管 SPD光电二极管在反偏电压下工作。当无光照时，PN 结只有很小的反向漏电流，称为暗电流。当有光子能量大于 PN 结半导体材料的带隙宽度 Eg的光波照射到光电二极管的管芯时，将产生光生载流子。这些载流子在空间电荷区高速运动从而形成光电流。其方向从 PN 结的 P 区流出经外电路进入 N 区，其强度在无偏压和短路的情况下和光功率成正比。因此在光电二极管的 PN 结中，增加空间电荷区的宽度对提高光电转换电流有密切关系。PIN 光电二极管正是在 P 区和 N 区间加了一层杂质浓度很低的可近似视为本征半导体的 i 层，从而具有了较宽的空间电荷区，很大的结电阻和很小的结电容，使其在光电转换效率和高频响应特性等方面优于普通光电二极管。光电二极管的伏安特性为。 为无光照的反向饱和电流，U为二极管的端电压，q 为电子电荷，k 为波耳兹曼常数，T 为结温，为无偏压状态下光照的短路电流,与光照时的光功率成正比。【实验内容和...
