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光线通信课程设计

课程设计

班级：通信08-4班

姓名：张彦龙

学号：0806030424

指导教师：郭伟

成绩：

i 电子与信息工程学院通信工程系

直接光强激光调制的数字光发射机设计

1.光发射机

1.1光发射机概念

光发射机的功能是把输入的电信号转换成光信号，并用耦合技术吧把信号的最大限度的注入光线路。

1.2数字光发射机的功能

电端机输出的数字基带电信号转换为光信号；用耦合技术注入光纤线路；用数字电信号对光源进行调制：调制分为直接调制和外调制两种方式。

1.3. 光发送机的基本组

数字光发送机的基本组成包括均衡放大、码型变换、复用、扰码、时钟提取、光源、光源的调制电路、光源的控制电路（ATC和APC）及光源的监测和保护电路等。

1.3.1均衡放大

补偿由电缆传输所产生的衰减和畸变。

1.3.2码型变换

将HDB3码或CMI码变化为NRZ码。

1.3.3复用

用一个大传输信道同时传送多个低速信号的过程。

1.3.4扰码

使信号达到“0”、“1”等概率出现，利于时钟提取。

1.3.5时钟提取

提取PCM中的时钟信号，供给其它电路使用。

1.3.6调制（驱动）电路

完成电/光变换任务。

1.3.7光源

产生作为光载波的光信号。

1.3.8温度控制和功率控制

稳定工作温度和输出的平均光功率。

1.3.9其他保护、监测电路

如光源过流保护电路、无光告警电路、LD偏流（寿命）告警等。

2 光调制原理

2.1.光调制作用

把随发送数据变化的电信号加到光上去，使光随数据的变化而以一定规律变化，这一过程就叫做光的调制。调制后的光束就是光信号。

2.2 光调制方式分类

2.2.1 按照光源与调制信号的关系分类

根据光源与调制信号的关系，可以将光源的调制方式分为直接（或内部）调制方式和间接(或外部)调制方式。

2.2.2直接调制

基本概念及调制原理

直接调制就是将调制信号（电信号）直接施加在光源上，使其输出的光载波信号的强度随调制信号的变化而变化，又称为内调制。

特点：调制简单、损耗小、成本低。但存在波长(频率)的抖动。

2.1直接光强度数字调制原理

2.2．3按照已调制信号的性质分类

根据已调制信号的性质，可以将光源的调制方式分为模拟调制方式和数字调制方式。模拟调制方式是指已调制信号属于模拟信号，这种调制方式主要包括强度调制(Intensity Modulation，IM)方式、振幅调制(Amplitude Modulation，AM)方式、双边带抑制载波(Double Sideband/Suppressing Carrier，DSB/SC)调制方式、单边带(Single Sideband，SSB)调制方式及残余边带(Vestigial Sideband，VSB)调制方式。

2.2.4数字调制方式

数字调制方式是指已调制信号属于数字信号，这种调制方式主要包括幅移键控(Amplitude-shifted Keying，ASK)调制方式、频移键控(Frequency-shifted Keying，FSK)调制方式及相移键控(Phase-shifted Keying，PSK)调制方式等。

2.3已调制信号表达式

由于其他调制方式应用极少，因此我们在这里仅仅给出用电场表示的、常用强度调制方式的已调制信号表达式：

（t）=KT*m（t）1/2*cos（ωcx（t）+φ0）

式中：KT为与发送光功率有关的正常数；m为调制系数(0＜m≤1)；x(t)为归一化幅度的调制信号波形；ωc为光载波角频率，φ0为初相位。

2.4调制特性

2.2.1电光延迟和张弛振荡现象

半导体激光器在高速脉冲调制下，输出光脉冲瞬态响应波形如图2.2所示。输出光脉冲和注入电流脉冲之间存在一个初始延迟时间，称为电光延迟时间td，其数量级一般为ns。当电流脉冲注入激光器后，输出光脉冲会出现幅度逐渐衰减的振荡，称为张弛振荡。

张弛振荡和电光延迟的后果是限制调制速率。

2.2光脉冲瞬态响应波形

2.2.2码型效应

电光延迟要产生码型效应。当电光延迟时间t d与数字调制的码元持续时间T/2为相同数量级时，会使“0”码过后的第一个“1”码的脉冲宽度变窄，幅度减小，严重时可能使单个“１”码丢失，这种现象称为“码型效应”，如图2.3（a）、（b）所示。用适当的“过调制”补偿方法，可以消除码型效应，如图2.3（c）所示。

2.3码型效应

3光发送机的指标

3.1光发送机的指标

光发送机的指标很多，我们仅从应用的角度介绍其主要指标。包括平均发送光功率及其稳定度、光功率发射和耦合效率、消光比等。

3.1.1平均发送光功率及其稳定度

平均发送光功率又称为平均输出光功率，通常是指光源“尾纤”的平均输出光功率。

3.1.2 耦合效率

耦合效率用来度量在光源发射的全部光功率中，能耦合进光纤的光功率比例。耦合效率定义为：

偶和效率=PF/PS

式中，PF为耦合进光纤的功率，PS为光源发射的功率。发射效率取决于光源连接的光纤类型和耦合的实现过程。

3.1.3消光比

消光比定义为最大平均发送光功率与最小平均发送光功率之比，通常用符号EX表示： EX=最大平均发射功率/最小平均发射功率

3.2对光发送机的要求

（1）有合适的输出光功率

光源应有合适的光功率输出，一般为0.01mW～5mW。

（2）有较好的消光比

一般要求EX≥10dB。

（3）调制特性要好

所谓调制特性好，是指光源的P ?I曲线在使用范围内线性特性好，否则在调制后将产生非线性失真。

（4）其他

除此之外，还要求电路尽量简单、成本低、稳定性好、光源寿命长等。

4 驱动电路和辅助电路

4.1 驱动电路

4.1.1 对驱动电路的要求

一个优良的驱动电路应该满足以下条件：

(1) 能够提供较大的、稳定的驱动电流；

(2) 有足够快的响应速度，最好大于光源的驱动速度；

(3) 保证光源具有稳定的输出特性。

4.1. 2. 驱动电路的工作原理

（1）共发射极LED驱动电路

能够满足上述要求的、最简单的驱动电路是共发射极驱动电路，如图4.1所示。

4.1共射极驱动电路

共发射极驱动电路的工作原理如下所述：当输入数据信号为“0”时，晶体三极管VT 处于截止状态，LED中没有电流流过，因此LED不发光；当输入数据信号为“1”时，晶体三极管VT工作于饱和状态，LED中有较大的电流流过，所以LED发光。

这种驱动电路主要用于以LED作为光源的数字光发射机。适用于10 Mbit/s以下的低速率系统。

（2）射极耦合跟随器LD驱动电路

图4.2是射极耦合跟随器LD驱动电路，适合于LD系统使用。这种电路为恒流源，电流噪声小，缺点是动态范围小，功耗较大。

4.2射极耦合LD驱动电路图

（3）反馈稳定LD驱动电路

图4.3是利用反馈电流使输出光功率稳定的LD驱动电路，其控制过程如下：

4.3反馈稳定LD驱动电路

4.2辅助电路

4.2.1. 自动功率控制电路

(1) 自动功率控制电路的分类

能够完成自动功率控制功能的电路很多，主要包括普通电参数控制电路和光电反馈控制电路。在光发送机中，光电反馈控制电路应用最多。

(2) 自动功率控制电路的工作原理

图4.4所示是一个典型LD自动功率控制电路，其自动功率控制电路的工作原理如下所述：当由于温度原因使LD输出光功率降低时，流过PD(通常为PINPD)的电流减小，A1放大器反向输入端电位增大，A1放大器输出端电位降低(即A2放大器反向输入端电位降低)。

4.4典型的APC电路

4.2.2自动温度控制电路

从前面的内容可以知道，LD的输出特性与温度有着密切的关系。为了保证光发送机具有稳定的输出特性，对LD的温度特性进行控制是非常必要的，而且对LD的温度控制也是保护LD的一项关键措施。

（1）光源的自动温度控制（ATC）

温度控制装置由致冷器、热敏电阻和控制电路组成，图4.5示出了温度控制装置的方框图。

4.5自动温度控制原理方框图

（2）自动温度控制（ATC）原理

ATC电路主要由R1、R2、 R3和热敏电阻RT组成“换能”电桥，通过电桥把温度的变化转换为电量的变化。运算放大器A的差动输入端跨接在电桥的对端，用以改变三极管V 的基极电流。

4.6ATC电路原理

4.3. 其他保护、监测电路

（1）LD保护电路：使激光器的偏流慢启动，以防损坏激光器。

（2）无光告警电路

（3）激光器寿命告警电路

5 光纤线路耦合

从多种类型的发光光源将光功率发射进一个特定的光纤。它与光源的尺寸、辐射强度和光功率的角分布、光纤的数字孔径、光纤的纤芯尺寸、光纤的折射率均有关系。可以通过透镜来提高光源-光纤的耦合效率。

通过光源供应商提供的“跳线”或“尾纤”，将光功率从一根光纤耦合进另一根光纤。它与光纤位置偏差、不同的纤芯尺寸、光纤的数字孔径、光纤的折射率剖面有关系。

5.1改善耦合的透镜结构

对于给定的光纤端面，如果光源的面积大于光纤端面，则最终耦合入纤的功率可以达到最大值；如果光源的面积小于光纤端面，则耦合效果要大打折扣。一种增大发射面的办法就是在光源和光纤中使用透镜。

6 总结

通过本次直接光强激光调制的数字光发射机设计，使我更加深刻的理解了数字发射记得工作原理和电路的组成以及发射机的功能。怎样设计发射机使其正常乃至最好的运行，采用直接数字调制使信号低损耗，高功率，低成本的把电信号转为光信号；怎样消除电光延迟要产生码型效应；驱动电路和辅助电路的电路设计等等。通过详细的设计和了解能有了深刻的理解。把我整体的设计思想，然后将所需的部件详细设计，从而实现直接数字发射机工作和运行。最后还要考虑的怎样实现调制好的光信号可以通过光纤得到有效地传送到光纤上，这就涉及到有效耦合。

这次课程设计自己也确实进一步学习了理论知识，对以前的理论知识有了更系统的认识，也提高了自己的理论技能和操作能力，得到了很好的提高，扩充了知识面，为以后的工作学习进一步打下的良好的基础。

参考文献

[1]张筱华，石方文.通信英语.北京：北京邮电大学出版社，2004.262

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[4](美)布莱克(Black,U.).图解通信辞典.第二版.北京：电子工业出版社，2001.539

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[6] 原荣.光纤通信.北京市：电子工业出版社，2002.443

空间光通信技术简介

空间光通信技术简介空间光通信又称为激光无线通信或无线光通信。根据用途又可分为卫星光通信和大气光通信两大类。自从60年代激光器问世开始，人们就开研究激光通信，这时的研究也主要集中在地面大气的传输中，但因各种困难未能进入实际应用。低损耗光纤波导和实用化半导体激光器的诞生为激光通信的实际应用打开了大门，目前光纤通信已经遍布世界各国的各个城市。由于对无线通信的需求的增长，再有卫星激光通信的快速发展，自从90年代开始，人们又开始重新对地面无线光通信感兴趣，进行了大量的研究，并且开发出可以实用的商业化产品。一、开展空间光通信研究的意义及应用前景 1.作为卫星光通信链路地面模拟系统的技术组成部分卫星光通信链路系统在上卫星前必须有地面模拟演示系统，以保障电子系统、光学系统、机械自动化控制系统等各子系统的良好工作。在链路捕捉完成以后，与以太网相连的无线光通信系统借助于光链路的桥梁，源源不断地输送以太网上的信息，这是考验光链路稳定性能的重要指标。 2.为低轨道卫星与地面站间的卫星光通信打下良好的技术基础低轨道卫星与地面站的通信会受到天气的影响，选择干旱少雨地区建立地面站在相当程度上缓解了这一矛盾，再通过地面站之间的光纤网可以把卫星上信息送到所需地点，这从技术上牵涉到空间光通信网与光纤网连接问题，这方面问题已经基本得到解决。 3.空间光通信具有巨大的潜在市场和商业价值 ●可以克服一些通常容易碰到的自然因素障碍当河流、湖泊、港湾、马路、立交桥和其它自然因素阻碍铺设光纤时，无线光通信系统可跨越宽阔的河谷，繁华的街道，将两岸或者岛屿与陆地连接起来。 ●提供大容量多媒体宽带网接入用无线光通信系统作为接入解决方案，不需耗资、耗时地铺设光纤就能满足对办公大楼或商业集中区大容量接入的需要。 ●可为大企业、大机关提供部大容量宽带网无线光通信系统能在企业、机关围为建筑物与建筑物之间的大容量连接提供一种开放空间传送的解决方案。 ●为公安、军队等重要部门提供高速宽带通信。 ●支持灾难抢救的应急系统无线光通信系统可为灾难抢救提供一种大容量的临时通信解决方案 ●为一时性大规模的重要活动提供临时的大规模通信系统例如，奥运会和其他体育运动会、音乐会、大型会议以及贸易展览会等专门活动往往需要大容量宽带媒体覆盖。无线光通信系统能提供一种迅速、经济而有效的解决方案，不受原有通信系统的带宽限制，也不用再去办理光纤铺设许可证。二、空间光通信的优势 1.组网机动灵活无线光通信设备将来可广泛适用于数据网（Ethernet，Token Ring，Fast Ethernet，FDDI，ATM,STM-x等）、网、微蜂窝及微微蜂窝（E1/T1—E3/T3，OC-3等）、多媒体（图像）通信等领域。可以把这些网上信息加载在光波上，在空气中直接传输出去，这种简便的通信方式对于频率拥挤的环境是非常理想的，例如：城市、大型公司、大学、政府机构、办公楼群等。

3d光立方开题报告

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3.1硬件方案设计 3.1.2 STC89C52RC单片机 3.2软件方案设计 3.3电源模块的实现四、电路原理图 4.1最小系统原理图 4.2各层LED引脚图五、测试及分析 5.1 测试方法及结果 5.2 分析与结论六、实物图展示七、心得体会八、参考文献附件一、摘要：当今社会，随着电子行业的不断发展，单片机凭借着其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用广泛，发展迅猛。单片机体积小，质量小，抗干扰能力强，对环境要

就不高，价格低廉，灵活性好，已广泛的应用在工业自动化、通信、自动检测、信息家电、电力电子航空航天等各个方面。成为现代生产和生活中不可缺少的一部分。此次数电课程设计，我们采用的是STC89C52RC系列的单片机，利用此单片机来控制一个“光立方”。光立方顾名思义就是一个立方体，我们采用的是4*4*4的模式，将LED 灯分成四层，利用程序来编写各种不同的效果来控制LED的亮灭，最终使得整个立方体展现不同的造型和图案，使其变得美轮美奂，绚丽多彩。【关键词】立体点阵 STC89C52单片机二、设计目的与要求 2.1设计目的 ⑴．进一步掌握了模电和数电的知识。 ⑵．熟悉LED点亮条件及其工作原理。 ⑶．熟悉光立方显示的原理及其相关的线路连接。 ⑷．通过此次的电路焊接和调试提高自己的动手及其分析问题的能力。 2.2设计要求 ⑴.利用单片机控制4*4*4的LED光立方显示一些3D的图形，通过编程编写一些程序控制单片机输出一些高低电平从而控制某个和某些LED等亮和暗，由此来通过灯光显示一些3D图形。设计内容包括了时钟电路、复位电路、三极管

光纤通信课程设计

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数字光纤通信设计说明书声音、图像光纤传输系统起止日期： 2014年 05 月 16 日至 2014年 05 月 22 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字) 计算机与通信学院 2014年 05 月 22 日

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图像、声音光纤传输系统一、设计原理 1、GT-RC-II 型光纤通信实验系统简介：（1）、电源模块：提供实验箱各模块电源。（2）、1310nm光发送模块：实现模拟信号、数字信号在1310nm光发送机中的光传输及自动光功率控制功能（采用电路来实现）。 (3) 1550nm光发送模块：实现模拟信号、数字信号在1550nm光发送机中的光传输及自动光功率控制功能（采用专用芯片来实现）。 (4) 1310nm光接收模块：实现1310nm光纤传输信号的接收，实现接收信号光电转换，滤波及放大，将其恢复为标准的电脉冲数据信号。（5）1550nm光接收模块：实现1550nm光纤传输信号的接收，实现接收信号光电转换，滤波及放大，将其恢复为标准的电脉冲数据信号。实验系统主要由光发模块、光收模块、光无源器件和辅助通信模块等组成。光发端机完成将电信号直接调制至光载波上去，采用强度调制（IM）；光接收机完成光信号的解调，采用直接检测（DD），属于非相干解调。光载波由半导体光源产生，由半导体光检测器将光信号转换成电信号从而达到传输信号的目的。 2、模拟光纤通信系统的结构模拟基带直接光强调制(DIM)光纤传输系统由光发射机(光源通常为发光二极管)、光纤线路和光接收机(光检测器)组成，这种系统的方框图如图1所示。图1 模拟光纤通信系统由以下五个部分组成: （1）光发送机：光发送机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调

传感器课程设计报告

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一、引言 1.课程设计的目的 1）使学生掌握传感器的使用方法和设计要点的基本技能，加深学生对“传感器原理及检测技术”理论知识的理解，为从事仪器系统开发与设计打下基础。 2）锻炼学生自主独立完成课程设计的能力，培养学生积极动手创新的精神。3）通过课程设计提高我们动手实践能力，为我们以后更好的学习传感器和其他的相关知识奠定基础，使我们更好地适应现代社会的需求。 2.设计思路来源随着科学技术的发展，许多高端技术已经实现了自动检测与控制。同时传感器的应用也逐渐增多，遍及人们生活的各个方面，给人们的生产和生活带来极大的方便。本设计选用光敏传感器，对特殊场合的光照强度进行检测与报警。主要应用于农业大棚、城市照明等对光照强度有要求的场合。本设计用发光二极管作为警示灯，当光照强度不满足要求时就会发光起到警示的作用。二、实际电路及原理 1.电路图

电子课程设计论文-激光无弦琴柱

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毕业课程设计--光立方 2

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6.3 整体实物图 (17) 7、程序设计分析与选择 (18) 7.1单片机C语言主要特点 (19) 7.2单片机C语言与标准语言的区别 (19) 7.3数据类型的选用 (20) 7.4算法设计问题 (20) 7.5数据存储器的分配 (21) 7.6单片机C语言与汇编语言的混合编程 (21) 7.7程序分析选择 (23) 8、程序设计 (24) 9、设计结果分析 (28) 总结 (30) 致谢 (31) 参考文献 (3) 1、设计要求与方案 1.3 设计思路本设计根据二极管点阵的原理由单片机I/O口控制点亮不同的二极管从而组成出不同的画面，根据人眼的视觉暂留现象即当物体移去时视觉神经对物体的印象不会立即消失而是要延续0.1-0.4秒的时间，来设置每幅画面的延迟时间使连续的一系列画面呈现动态。每一个层面的二极管阳极接在一起受一路I/O 口控制，实际电路中该路I/O口输出的控制信号通过5V继电器的吸合和断开来控制的，再输入发光二极管的阳极使其驱动。每一个二极管的阴极分别受单片机扩展后的I/O控制。每个灯都是由片选端口和控制端口共同决定亮或灭。因此，我们可以随意的来点亮立方体中任意一处的灯，来构建多种多样的图案。 1.4 设计的总体要求及方案选择本次设计制作一个8*8*8的三维的发光二极管立方显示体，能够通过编写程序来实现对每一个发光二级管的亮灭控制，从而可以显示多种多样的图案。为了吸引观众增强显示效果，可以有多种显示模式。最简单的显示模式是静态显示。与静态显示模式相对应，就有各种动态显示模式，它们所显示的图文都是能够变化的。按照图文运动的特点又可以分为闪烁、平移、旋转、缩放等多种显示模式。产生不同显示显示模式的方法，并不意味着一定要重新编写显示数据，可以通过一定的算法从原来的显示数据直接生成。这样程序书写就不会

光电子课程设计

课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目：Bragg光纤光栅的光谱仿真初始条件：具有光电子技术的基本理论知识及较强的实践能力；计算机；beamprop软件或Fullwave软件。要求完成的主要任务： 1.学习beamprop或Fullwave软件； 2.掌握Bragg光纤光栅的光谱特性； 3.设计并用beamprop或Fullwave软件对Bragg光纤光栅的光谱进行仿真； 4.查阅篇参考文献，按要求完成课程设计报告，正文10-15页，用A4纸打印。时间安排： 1．2014年12月15日布置课程设计任务，完成选题； 2．2014年12月16日至2014年12月19日学习beamprop软件，完成资料查阅，复习与选题内容相关的基本理论知识； 3.2014年12月20日至2014年12月25日对Bragg光纤光栅的光谱特性进行设计仿真工作，完成课程设计报告撰写； 4. 2014年12月26日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录摘要..................................................................................................................................... I Abract . (Ⅱ) 1绪论 (1) 2 RSOFT软件 (2) 3.1光纤Bragg光栅的发现与发展 (4) 3.2 光纤Bragg光栅的特点 (4) 3.3 光纤Bragg光栅的工作原理 (4) 3.4 Bragg光纤光栅的光谱图 (5) 4 Bragg光纤光栅的光谱仿真 (6) 4.1 定义波导和光栅 (6) 4.2光纤Bragg光栅的折射率分布 (7) 4.3 光纤Bragg光栅的光谱仿真 (9) 4.4 光栅光谱的分析 (10) 5 心得体会 (16) 参考文献 (16)

传感器课程设计

哈尔滨远东理工学院传感器课程设计小型称重系统设计姓名：专业：电子信息工程学号：指导教师：机器人学院二0一七年六月二十五日

目录第1章绪论............................................... 错误!未定义书签。选题背景............................................... 错误!未定义书签。目的和意义............................................. 错误!未定义书签。第2章设计方案及其论述..................................... 错误!未定义书签。模型建立及电路原理..................................... 错误!未定义书签。电路图 (4) 第3章数据图表及分析 (6) 数据图表 (6) 数据分析 (7) 结论 (8)

第1章绪论选题背景称重技术自古以来就被人们所重视，作为一种计量手段，广泛应用于工农业、科研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。电子称重器是电子称重器中的一种，称重器是国家法定计量器具，是国计民生、国防建设、科学研究、内外贸易不可缺少的计量设备，称重器产品技术水平的高低，将直接影响各行各业的现代化水平和社会经济效益的提高。因此，称重技术的研究和称重器工业的发展各国都非常重视。工业生产中，称重传感器已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域，可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。本实验是利用金属箔式应变片设计一个小型称重装置。硬件部分是在Multisim中仿真设计，使用电压变化进行模拟测量物体重量从而达到实验效果。目的和意义 1）掌握金属箔式应变片的应变效应，单臂、全桥电桥工作原理和性能。 2）学会建立仿真模型。 3）比较单臂双臂与全桥电桥的不同性能、了解其特点。 4）学会使用全桥电路。 5）了解物体重量与电压的关系效应。 6）了解电路原理。

光电子技术课程设计-2014

《光电子技术》课程设计指导书

湖北汽车工业学院理学部光信息教研室 2009年5月

设计一、红外报警器一、概述红外报警器是利用在红外波段的光电探测器制作的一种光电探测系统，它可以代替人看守或监视一定范围的场所，当有人或异物进入时，可发出声、光或以其它方式进行报警，告诉它的主人出现了意外情况，以便采取应急措施。常用的红外报警器，按其工作方式可分为主动式和被动式两种。驱动电路红外发射光源红外探测器及偏置放大及处理报警电路发射部分接收部分图1-1 主动式红外报警器的原理框图图1-1是主动式红外报警器的原理框图。由红外光源发出的红外辐射被红外探测器接收，红外辐射信号变为电信号，经信号放大和处理电路后送报警电路。这种报警器实际上分成发送和接收两部分，分开放置。当没有人和物进入这两部分之间时，红外辐射没有被阻断，报警器处于一种状态，不报警；当有人或物进入这两部分之间时，红外辐射被阻挡，报警器立即翻转到另一种状态，即可发出报警信号。报警电路放大及处理红外探测器及偏置图1-2 被动式红外报警器的原理框图

被动式红外报警器的原理框图如图1-2所示，这种报警器实际上只有接收部分，当有人和物进入其监视范围内时，人或物体发出的红外辐射被相应的红外探测器接收后，经过信号放大和处理，就会发出报警。因此，在设计和选用红外报警器时，必须根据不同的应用场合，作出合理的选择。这种选择是多种因素综合考虑的结果，答案不是唯一的。二、设计任务设计一个主动式红外报警器，要求： 1、发射部分与接收部分之间距离为1米，当有人或物进入两者之间时，红外报警器发出报警信号（LED闪烁）； 2、使用交流市电，但在停电时，报警器应能正常工作，即应有备用电源； 3、设计方案经济、实用、可靠。三、设计步骤 1、查阅资料，进行调查。 2、复习有关课程内容，如光电子技术、电子技术基础等。 3、选择红外发光元件及接收元件。 4、设计发射部分电路。 5、设计接收部分电路。 6、在面包板上进行安装调试，应根据电路原理图画出元件布线图，再按图施工。 7、测试关键节点的电压波形，并作记录。四、设计示例框图要设计一个主动红外报警器，必须选择合适的红外发射二极管和光电二极管（或光电三极管），主要是使它们的发光波段与接收波段能够相互对应。首先查阅光电器件手册，经多种因素考虑选择红外发射二极管SE301A，其发光波段在940nm附近，相应的接收器件选择PH302，其光谱响应曲线的峰值也在940nm附近，这样，发射与接收的光波是相对应的。

8x8x8的光立方设计

《单片机技术》课程设计说明书 8*8*8的光立方学院：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：职称讲师专业：电气工程及其自动化班级：学号：完成时间：2015年07月

摘要光立方不仅可以像发光二极管点阵一样显示平面的静态或动态画面，还可以显示立体的静态或动态画面，打破了传统的平面显示方案。同时又增加了显示的花样和立体图案显示效果，可以广泛用于传媒信息显示和各种装饰显示，为将来显示技术的进步和发展指导了方向，光立方显示比发光二极管点阵更具有视觉效果，而且画面图案更加非富多彩。本设计包括硬件系统的设计和软件系统的设计。其中硬件系统包括核心控制器AT89S52单片机；驱动电路模块：ULN2803作为层驱动，74LS573作为行驱动和列驱动；时钟信号电路模块：采用普通晶体时钟源，其中晶体用12MHZ的石英晶振；显示模块：由512个发光二极管组成；供电模块:使用5V移动电源作为供电电源；键盘模块：由四脚按键组成。软件系统包括系统监控程序模块，光立方显示程序模块，键盘程序模块。通过软件编程控制数据下载到单片机完成设计图案的显示。软件采用自上而下的模块化设计思想，使系统朝着分布式、小型化方向发展，增强系统的可扩展性和运行的稳定性。关键词: AT89S52单片机;74HC573锁存器;8×8×8LED显示;ULN2803

目录 1 设计要求与方案 (1) 1.1 设计目的 (1) 1.2 设计要求 (1) 1.3 设计方案 (1) 2 光立方的工作原理 (2) 2.1 模块简介 (2) 2.2 工作原理 (3) 3 方案选择 (4) 3.1 电源的选择 (4) 3.23D显示核心控制器 (4) 3.3I/O口扩展芯片的选择 (5) 3.4LED发光二级管 (5) 4 硬件整体设计概述及功能分析 (7) 4.1 系统概述 (7) 4.2 单片机简介 (8) 4.3 时钟电路设计 (8) 4.4 复位电路设计 (9) 4.574HC573芯片介绍 (9) 4.6 ULN2803芯片介绍 (10) 5 硬件电路设计 (11) 5.1 硬件电路元件分布图 (11) 5.2 LED灯焊接方法 (11) 5.2.1 焊接前准备工作 (11) 5.2.2 焊接 (11) 5.3 整体实物图 (12) 6 主程序设计 (14) 6.1 程序流程框图 (14) 6.2 显示程序的设计 (15) 7 设计结果分析 (16)

通信原理课程设计

通信原理课程设计院（系）：通信工程系班级：通信10-1班姓名：学号： 1 课程设计要求

产生两路模拟语音信号，经过pcm编码、时分复用、DPSK调制经过同一个信道单向传输到对应的接收端。常用的三个模块;simulink、通信模块、信号处理模块。 2 数字通信系统的组成原理说明通常，按照信道中传输的是模拟信号还是数字信号，相应的把通信系统分为模拟通信系统和数字通信系统。又因数字通信系统拥有如下特点：⑴抗干扰能力强，无噪声积累。⑵保密性能好。⑶便于组成现代化数字通信网，便于实现多媒体通信。得到了广泛的应用。实现数字通信，首先必须使发送端发出的模拟信号变为数字信号，这个过程称为“模数转换”。模拟信号数字化最基本的方法有三个过程，第一步是“抽样”，就是对连续的模拟信号进行离散化处理，可以以相等的时间间隔来抽取模拟信号的样值，也可以不等间隔抽取。第二步是“量化”，将模拟信号样值变换到最接近的数字值。因抽样后的样值在时间上虽是离散的，但在幅度上仍是连续的，量化过程就是把幅度上连续的抽样也变为离散的。第三步是“编码”，就是把量化后的样值信号用一组二进制数字代码来表示，最终完成模拟信号的数字化。数字信号送入数字网进行传输。在传输数字信号时候，为了提高传输质量，提高传输的可靠性，通常要进行调制，调制的方式有多种，例如二进制相移键控2PSK，二进制频移键控2FSK，二进制振幅键控2ASK，差分二进制相移键控2DPSK 等等。为了提高传输是新到的利用率，在调制之前，可将多路信号进行复用，包括频分复用，时分复用等等，通常数字通信系统中常用的的是时分复用。在接收端则是一个还原过程，把接收到得信号进行解调制，解复用申城多路数字信号。再把每一路数字信号解码变为模拟信号，即“数模转换”，从而再现原始信号。数字通信系统模型如图所示。 3 PCM基本原理

传感器课程设计电感式位移传感器

东北石油大学课程设计 2015年7 月 8日

任务书课程传感器课程设计题目电感式位移传感器应用电路设计专业测控技术与仪器姓名祖景瑞学号主要内容：本设计要完成电感式位移传感器应用电路的设计，通过学习和掌握电感式传感器的原理、工作方式及应用来设计一个电路。电路要能够检测一定范围内位移的测量，并且能够通过LED进行数字显示。位移传感器又称为线性传感器，常用的有电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器等技术。基本要求： 1、能够检测 0~20cm 的位移； 2、电压输出为 1~5V； 3、电流输出为 4~20mA；主要参考资料： [1] 贾伯年，俞朴.传感器技术[M].南京：东南大学出版社，2006：68-69. [2]王煜东. 传感器及应用[M].北京：机械工业出版社，2005：5-9. [3] 唐文彦.传感器[M].北京：机械工业出版社，2007: 48-50. [4] 谢志萍.传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社，2002:80-90.完成期限—

指导教师专业负责人 2015年 7 月 1 日

摘要测量位移的方法很多，现已形成多种位移传感器,而且有向小型化、数字化、智能化方向发展的趋势。位移传感器又称为线性传感器，常用的有电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器，磁致伸缩位移传感器以及基于光学的干涉测量法，光外差法，电镜法，激光三角测量法和光谱共焦位移传感器等技术。电感式位移传感器具有无滑动触点，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，并且低功耗，长寿命，可使用在各种恶劣条件下。电感式位移传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制方面。针对目前电感式位移传感器的应用现状，本文提出了一种电感式位移传感器的设计方法，具有控制及数据处理等功能，结构简单、成本低等优点，可以广泛应用于机械位移的测量与控制。关键词：电感式传感器；自感式传感器；测量位移；位移传感器

非对称双环_光电子课程设计

课程设计任务书学生姓名：胡康哲专业班级：电子1103 指导教师：旷海兰工作单位：信息工程学院题目：非对称双环微环谐振滤波器的滤波特性分析初始条件：具有光电子技术的基本理论知识及较强的实践能力；对光纤技术有一定的了解；计算机；beamprop软件或Fullwave软件。要求完成的主要任务： 1.学习beamprop或Fullwave软件； 2.对非对称双环微环谐振滤波器进行理论学习并分析其滤波特性； 3.用beamprop或Fullwave软件对非对称双环微环谐振滤波器进行仿真； 4.查阅篇参考文献，按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求完成课程设计报告，正文10-15页，用A4纸打印。时间安排： 1．2014年12月15日布置课程设计任务，完成选题； 2．2014年12月16日至2014年12月19日学习beamprop或Fullwave软件，完成资料查阅，复习与选题内容相关的基本理论知识； 3.2014年12月20日至2014年12月25日对非对称双环微环谐振滤波器进行仿真工作，完成课程设计报告撰写； 4. 2014年12月26日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录摘要 (3) 1 绪论 (4) 2 双环微环谐振器 (5) 3 软件简介 (6) 4 滤波特性仿真 (7) 4.1 新建一个电路图 (7) 4.2 定义参数和变量 (8) 4.3 滤波器设置 (9) 4.4 完整CAD图 (13) 4.5 折射率分布 (14) 4.6 仿真 (16) 4.7 改变折射率多次仿真 (19) 5 心得体会 (20) 参考文献 (21)

《光纤通信》课程设计

《光纤通信》课程设计报告设计名称：光纤中光孤子传输特性专业：08光信息科学与技术成员姓名：张XX、胡X、成员学号：指导老师：李X

光纤中光孤子传输特性光孤子理论的出现，对于现代通信技术的发展起到了里程碑的作用。因为现代通信技术的发展一直朝着两个方向的努力：一是大容量的传输，二是延长中继距离。光孤子传输不变形的特点决定了他在通信领域的应用前景。普通的光纤通信必须每隔几十千米设立一个中继站，经对信号的脉冲整形放大误码检查后再发射出去，而用光孤子通信则可不设中继站，只要对光纤损耗进行增益补偿，即可把光信号无畸变的传输到很远的地方。光孤子形成的机理光孤子是光纤中两种最基本的物理现象，即群速度色散和SPM 共同的作用形成的。光纤中的强度引起的折射率非线性ＳＰＭ效应（光学柯尔效应），在反常区导致的光脉冲压缩可以抵消ＧＶＤ效应形成的光脉冲展宽，从而保持光脉冲传输过程中的形状不变。光孤子的形成机理是光纤中群速度色散和自相位调制效应在反常区的精确平衡。二而光纤耗损造成的脉冲能量的损失，则用每一段传输距离后的光放大器来补偿，保持其非线性效应作用的存在。光孤子传输１．系统的构成将光孤子作为信息的载波可实现光孤子通信，其传输系统如下图：图光纤孤子传输系统的基本构成该系统由5个基本功能组成：１．光孤子发送终端（TX ）２．光孤子接受终端（RX ）３．光孤子传输光纤（STF ）４．光孤子能量补偿放大器（ＯＡ，ＯＡ１－ＯＡｎ）５．光孤子传输控制装置（ＴＣＳ）图中ＳＳ为光孤子源，ＭＯＤ为光调制器，ＴＳ为测试设备。系统中的ＴＸ由超短脉冲半导体或掺饵光纤激光器，光调制器，信息源和光纤功率放大器构成，用于产生光孤子脉冲信号；ＲＸ由宽带光接收机或频谱分析仪，误码仪与条纹相机构成，用于测试系统的传输特性或通信能力；ＳＴＦ由普通单模光纤或色散位移光纤ＤＳＦ构成，OA1--ＯＡｎ由ＥＤＦＡ或ＳＯＡ组成，ＴＣＳ由导频滤波器，强度或相位调制器，非线性元件和色散补偿光纤等组成，设置在沿传输系统不同的区域，用于克服或降低由放大器放大带来的放大自ｓｓｍｏｄＯＡＯＡ1 STF ＯＡ2 STF STF TCS ＯＡn STF TS TX RX

传感器课程设计

摘要本文介绍了红外线感应开关的原理，采用热释电红外探头（PT8A2621）将接收到的微弱信号加以放大，然后驱动继电器，制成红外热释电感应开关。本开关能探测来自移动人体的红外辐射，只要人体进入探测区域，开关会自动开启。该设计可作为企业、宾馆、商场及住宅的走廊、楼梯、电梯间、卫生间、库房等处的自动开关，起到“人来灯自亮，人走灯自灭”的作用，既新颖方便，又节约用电，在某些场所还能起到威慑盗窃活动的防范作用。本设计结构简单，本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，价格低廉，隐蔽性好，应用范围广，所以可以通过扩展而达到实际的应用。关键词：红外线感应开关红外辐射探测区域

目录第1章：总体方案概要 (1) 1.1意义及研究现状 (1) 1.2设计思路 (2) 第2章：设计方案各部分介绍 (3) 2.1热电是传感器的构成及工作原理 (3) 2.2低通滤波器 (4) 2.3信号放大器 (6) 第3章：仿真电路的建立与分析 (8) 3.1仿真电路建立 (8) 3.2仿真结果的分析 (8) 第4章：设计体会 (10) 参考文献 (10)

第1章：总体方案概要 1.1 意义及研究现状电力作为一种洁净方便的能源广泛的应用于我们的生活与生产方面，因此电能的节能尤为重要，要节能首先就要做到节约能源，其次再通过科学研究发明更加人性化和节能的用电器。热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的红外线而输出电信号的传感器。早在1938年，有人提出过利用热释电效应探测红外辐射，但并未受到重视，直到六十年代，随着激光、红外技术的迅速发展，才又推动了对热释电效应的研究和对热释电晶体的应用。热释电晶体已广泛用于红外光谱仪、红外遥感以及热辐射探测器，它可以作为红外激光的一种较理想的探测器。它目标正在被广泛的应用到各种自动化控制装置中。（1）红外线感应灯控制系统的现状及发展趋势：我国照明缺乏独创产品，模仿产品居多，基础加工落后，只顾外表，轻视功能，产品的品种比较单一，性能差。尤其是在“智能”照明方面，缺乏创新，与国外智能灯具在技术研究方面有着不小的差距。我国现阶段的照明系统一般采用主电源经配电箱分成多路配电输出线，提供照明灯回路用电，由串接在照明灯回路中的开关面板直接接通或断开供电线来实现对灯的控制，灯只有开和关两种状态，无逻辑时序及亮、暗调光控制，因而无法形成各种灯光亮度组合的场景及系统控制。全球性的能源短缺和环境污染在经济高速发展的中国表现得尤为突出，节能和环保是中国实现社会经济可持续发展所急需解决的问题。每年照明电能消耗约占全部电能消耗的12%～15%，作为能源消耗的大户，必须尽快寻找可以替代传统光源的节能环保光源。LED以其较之于传统照明光源所没有的优势，诸如较低的功率需求、较快的响应速度、绿色环保以及不断快速提高的发光效率等，成为目前我国今后照明系统发展的方向。基于目前国内国际形势，尤其是能源紧缺，智能照明必是以后照明系统的发展方向。智能照明将会使人们利用起来更加便利，改善家庭环境，不仅为建筑照明提供多种的艺术效果，而且使灯具控制和维护变得更为简单，而且具有可靠性高、安装布线容易。（2）红外线感应灯控制系统的优点：智能化已经成为当今建筑发展的主流技术，涵盖从空调系统、消防系统到安全防范系统以及完善的计算机网络和通信系统。但是长期以来，智能照明在国内一直被忽视，大多数建筑物仍然沿用传统的照明控制方式，部分智能大厦采用楼宇自控（BA）系统来监控照明，但也只能实现简单的区域照明和定时开关功能。相比之下，智能照明系统体现出强大的优越性，它在智能建筑中的应用越来越广泛。智能照明系统在智能建筑中的应用效果如下：

光电子技术课程设计

摘要：经由过程制作小车可以加大深度对单片机控制的谙练程度，同时开端学习项目研发的过程。小车按照给定的线路行走，有定时，显示运行时间，计时，粗测行走距离等功能。一、设计要求（1）自己主动寻迹小车起头处于设置标准样式下，经由过程按键设置运行时间，完成设置时间后，按下起头键小车开始工作，同时显示当前运行的时间。（2）小车按指定线路运行，自己主动区别直线轨道和弯路轨道，在指定弯路处拐弯，使成为事实灵活进步、转弯儿等功能。（3）小车行走在预设的时间后，自己主动遏制，数码管显示行走的时间，3秒后显示行走距离。（4）半途可以按右键强力压制遏制，提早结束，显示行走运间，距离。二、小车循迹的道理这搭的循迹是指小车在白色地板上循黑线行走，通常采纳的方法是红外探测法。红外探测法，即哄骗红外线在差别颜色的物体外貌具备差别的反射性质的独特的地方，在小车行驶过程当中不停地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被接收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是不是收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走线路。红外探测器探测距离有限，一般最大不应跨越3cm。三、方案论证：根据设计要求，本系统主要由控制器板块、电源板块、寻迹传感器板块、直流电机及其驱动板块、电压比力板块等板块构成。为较好的使成为事实各板块的功能，我别离设计了几种方案并别离进行了论证。 3.1车体设计方案1：采办皮球电动车。采办的皮球电动车具备组装完备的车架车轮、电机及其驱动电路。但是一般的说来，皮球电动车具备如次错误谬误：首先，这种皮球电动车由于装配紧凑密切，使得各类所需传感器的安装十分不方便。其次，这种电动车一般都是前轮转向后轮驱动，不能适应该标题需要别人解答的题目的方格地图，不能方便迅速的使成为事实原地保持坐标转90度甚至180度的弯角。再次，皮球电动车的电机多为皮球直流电机，力矩小，空载转速快，负载性能差，不容易调速。并且这种电动车一般都价格价不低。因此我放弃了此方案。方案2：自己制作电动车。经过反复思量论证，我制定了左右两轮别离驱动，前万向轮转向的方案。即左右轮别离用两个转速和力矩基真不异的直流电机进行驱动，车体首部装1个万向轮。由此可以轻松的使成为事实小车坐标不变的90度转弯儿。在安装时我包管两个驱动电机同轴。当小车进步时，左右两驱动轮与前万向轮形成为了三点结构。这种结构使得小车在进步时比力平顺，可以制止呈现后轮过低而使左右两驱动轮驱动力不敷的情况。为了防止小车重心的偏移，前万向轮起支撑作用。对于车架材料的选择，我选择了铝合金。用有铝合金做的车架比分子化合物塑料车架越发牢固，比铁制小车更轻便，美不雅。 3.2控制器板块方案：采用stc宏晶公司的stc89c52单片机作为主控制器。stc89c5是1个低功耗，高可靠性，超低价，无法解密，高性能的8位单片机，片里面含有32k空间的可反复擦写100,000次的Flash只读储存器，3二个IO口，且stc系列的单片机可以在线编程、调试，方便地使成为

光线通信课程设计

空间光通信技术简介

3d光立方开题报告

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