06年光波导复习题+修订版
02202=??-?t E E εμ06年复习题
1. 已知一平面电磁波的电场表达式为 ，写出与之相联
系的磁场表达式。（提示：利用麦克斯韦尔方程，注意平面波的特点）
2. 证明平面电磁波公式()kx t A E -=ωcos 是波动微分方程 的解。
3. 在直角坐标系任意方向上以角频率ω 传播的平面波为()[]r k A E ?-=t j ωexp ，根据波动方程 ，导出用角频率ω、电容率 ε 、导磁率μ0 表示平面波的传播常数k 。
4. 设单色平面波用()[]kz t j A E -=ωexp 表示，求用电容率 ε 、导磁率μ0 表示的该平面波传播速度。（提示：考虑等相位面的传播速度）
5. 用文字和公式说明电磁场的边界条件。
6. 设时变电磁场为()()()?+=ωt x A x,t A sin ，写出该电磁场的复振幅表示式，它是时间的函数还是空间的函数？
7. 分别写出麦克斯韦尔方程组和波动方程的时域与频域的表达式。
8. 说明平面波的特点和产生的条件。
9. 写出平面波在下列情况下的传播常数或传播速度表示式：
1) 沿任意方向的传播速度；
2) 在折射率为 n 的介质中的传播常数；
3) 波矢方向与直角坐标系z 轴一致的传播常数。
10. 平面波波动方程的解如下式，说明等式右边两项中正负号和参数k 的物理意义。 ()()()kz t j kz t j x e E e E t z E +--++=ωω，
11. 说明制成波片材料的结构特点，如何使波片成为1/4波片和1/2波片?
12. 如果要将偏光轴偏离x 轴 θ 度的线偏振光转变成x 偏振光，应将λ/2波片的主轴设定为偏离x 轴多大角度?
0t E v 1x E 2
2222=??-??()??????+??? ??-=?ωc x t A t x E y y cos ,
13.什么是布儒斯特起偏角？产生的条件是什么?
14.光波在界面反射时，什么情况下会产生半波损失?
15.如何利用全反射使线偏振光变成园偏振光？
16.什么是消逝波？产生消逝波的条件是什么？
17.什么是相位梯度？它与光波的传输方向以及介质折射率是什么关系？
18.在非均匀介质中如何表示折射率与光线传播方向的关系？
19.光纤的数值孔径表示什么？如何确定它的大小?
20.在下列情况下，计算光纤数值孔径和允许的最大入射角（光纤端面外介质折射率n=1.00）：
1)阶跃折射率塑料光纤，其纤芯折射率n1 =1.60，包层折射率n2 =1.49；
2)阶跃折射率光纤，其石英纤芯折射率n1 =1.458，硅树脂包层折射率n2 =1.405。
21.用什么光纤能制成自聚焦光纤？在折射率分布已经确定的情况下，光线在自聚焦光纤内的聚焦周期取决于什么？写出光线路径的近似表示式。
22.举例说明自聚焦光纤的应用.
23.光波在光纤中传输时，每次到达纤芯与包层的边界时，必须满足什么条件才能成为一种稳定的传播模式？
24.说明特征波导参数V（也称为截止频率、归一化频率、V参数）的物理意义，和光纤的哪些参数有关？和光纤的模式有什么关系？并写出它的各种表示方式。
25.如只考虑折射率分布的影响，阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤中能存在的模式数量与特征波导参数V之间是什么关系？
26.对于阶跃折射率光纤，纤芯半径为25 m，纤芯折射率n1=1.48，n2=1.46，计算下列情况的归一化频率V和模式数量：
1)在820nm波长上，此光纤中有多少种模式可以传播？
2)在1320nm波长上，此光纤中有多少种模式可以传播？
27.写出圆柱面波导波动方程纵向分量的微分方程。
28.分别写出阶跃光纤中的电磁场波动方程在圆周方向和半径方向的解。并说明其电磁场分布的特点。
29.第一类贝塞尔函数的特点及X趋于零和趋于无穷两种极端状态下的取值情况。
30.分析光线在阶跃光纤的纤芯和包层中传播的特点。
31.当两根波导发生横向耦合，在弱耦合前提下，两波导中的功率传输有什么特点？用数学表达时描述。
32.什么是线性偏振模？说明LP模式下标的含义?
33.什么是相速度？什么是群速度？信号在光纤中传输的相速度和群速度有什么不同？使两者产生差异的原因是什么?
34.对光纤而言，什么是色散？色散对传输信号的影响是什么?
35.引起光纤传输信号产生色散的原因有哪些?
36.对光纤而言，分别说明产生模式色散、材料色散、波导色散的原因。
37.分析限制单模光纤传输信号容量的因素，能采取哪些措施加以改进？
38.设阶跃折射率光纤纤芯折射率n1=1.5，相对折射率分别为?=1%和?=0.3%，则信号以零级模式和临界模式传输1Km产生的时间延迟分别是多少？
39.考虑一段由阶跃光纤构成的5km长的光纤链路，纤芯折射率n1 =1.49，相对折射率差?=1%：
1)求接收端最快和最慢的模式之间的时延差。
2)计算光纤允许传播的最大比特速率BR。
40.Fabry-Perot滤波器能够滤波的基本原理。
41.马赫—曾德尔干涉仪的输入端只有一个输入通道有信号时，其两个输出通道的光强度呈什么特点？用数学形式和图形表示并加以说明。
42.设入射侧介质与出射侧介质的折射率为1.0，当波长λ=0.5μm的平面波垂直入射到周期为Λ=1.6μm的衍射光栅时，试求出1级和2级衍射角为多少？
43.一束自然光从空气入射到空气-玻璃界面，入射角θI =30?，折射率n =1.50,求反射光的偏振度。
解题思路：
?自然光可以分解成P分量和S分量，且振幅相同；
?由菲涅尔公式求出它们的振幅反射率，注意反射光的P分量和S分量振幅不等；
?由偏振度定义求反射光的偏振度。
湖南工业大学 课程设计 资料袋 计算机与通信学院（系、部）2013 ~ 2014 学年第 2 学期课程名称数字光纤通信指导教师刘丰年职称副教授学生姓名专业班级学号 题目图像、声音的光纤传输系统 成绩起止日期2014 年05月16 日～2014年05月22 日 目录清单
湖南工业大学 课程设计任务书 2013—2014学年第2学期 计算机与通信学院通信工程专业班级课程名称：数字光纤通信 设计题目：图像、声音的光纤传输系统 完成期限：自 2014 年 5 月 16日至 2014 年5月22 日共 1 周 指导教师（签字）：年月日 系（教研室）主任（签字）：年月日
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
指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日
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
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。
电子课程设计实验报告 项目：激光无弦琴 目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Keywords (1) 一、引言 (1) 二、激光琴简介 (1) 三、激光琴原理 (2) 1、基本原理 (2) 2、功能结构原理 (2) 3、系统组成部分 (2) 4、工作原理 (2) 四、单片机原理说明 (3) 五、电路原理图 (4) 1、感光部分电路 (4) 2、发音电路 (4) 六、流程图 (5) 七、实验所需器材 (5)
八、电路实物图 (6) 九、改进方案设计 (6) 十、激光琴未来发展之路 (6) 十一、结束语 (6) 参考文献 (7) 附录 (7) 项目课题：无弦激光琴 摘要：伴随着激光技术的发展和广泛应用，激光已不仅在农业、工业、医疗 上得到广泛应用而且激光在与电子技术结合也得到了很好的体现。利用5个激光管发出的光束作为琴弦，利用单片机控制拨动激光琴弦时发出不同音调的声音，当在激光照射时单片机读取光敏电阻的电压为低电平，令它的逻辑电平为0；当无激光照射时单片机读取光敏电阻的电压为高电平，令它的逻辑电平为1。因此当遮挡激光的光线时它就能在电路中产生开关的效果。因而，当我们用手遮挡激光的时候对应的光敏电阻的电压为高电平，此时激光琴就会发出声音，连续遮挡不同的激光管就能演奏出动听的音乐。 关键词：激光管,激光技术,激光琴,光敏电阻 Project: The laser harp Abstract:Along with the development and wide application of laser technology, the laser has not only been widely used in the agricultural industrial medical and laser in combination with electronic technology has also been well represented. We make the five beam emitted from the laser tube as the strings use of single-issue and produce different tones of voice. SCM detect photosensitive resistor at both ends is low when the laser irradiated, so it's logical level 0 and the photosensitive resistor voltage read by the microcontroller when the laser irradiation is high so it logic level 1. Therefore, when the laser light was covered, it make an efficiency of the switch . Thus, when we block the laser by hands the resistance of the photosensitive resistor corresponding voltage is high, the laser piano will sound, and the laser tube will be able to play a fantastic music while covering different laser light.
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)
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
第八章 矩形波导 1. 波导中的传播条件：f>fc 或λ<λc 2. 矩形波导能传输TM 波和TE 波，不能传输TEM 波。 3. 矩形波导中：TEmn 模：m 和n 皆可取0，但又不能同时为0 TMmn 模。显然，m,n 皆不可能为0，故最低阶模为TM11 其中：m 表示电磁场沿波导宽边a 分布的半波数的个数，n 表示电磁场沿波导窄边b 分布的半波数的个数。 当m 和n 取非零值时，TMmn 模和TEmn 模具有相同的截止参数，这种现象称为模式简并，相应的模式称为简并模式。例如，TM21模和TE21模是简并模式。 4. 波长 ①工作波长λ：定义：微波振荡源所产生的电磁波的波长。 v f λ= = 若填充空气，则8310/v c m s ===? 若填充r ε 的介质，则v = ②波导波长λg ：在波导内，合成波沿的等相位面在一个周期内所走过的路程定义为波导波长λg 。 2g π λβ = = ③截止波长λc ：电磁波处于能传输与不能传输的临介状态，此时对应的波长称为截止波长，对应的频率叫截止频率,fc.(或定义为：导行波不能在波导中传输时所对应的最低频率称为截止频率，该频率确定的波长称为截止波长。) g λλ >
c c v f λ= = c c v f λ= 5.传播速度 若填充空气，则8310/v c m s ===? ，若填充r ε 的介质，则v = ①相速度vp ：定义 p v ω β = = 或 p g v f λ= p v v > ②群速度vg ：群速度（能速）就是电磁波所携带的能量沿波导纵轴方向（z 轴）的传播速度。 g v = 2p g v v v = g v v < 6.色散现象：传播速度与频率有关的现象 时延失真：波导传输频带内各不同频率的信号传输时间不等，造成信号失真，这种失真称为时延失真。 7. 波阻抗：波导中某种波型的阻抗简称为波阻抗。定义为波导横截面上该波型的电场强度与磁场强度的比值。 TM 波的：x TM y E Z H ==TE 波 : TE Z =
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
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)
2-1 波导为什么不能传输TEM 波？ 答：一个波导系统若能传输TEM 波型，则在该系统中必须能够存在静电荷静电核或恒定电流，而在单导体所构成的空心金属波导馆内，不可能存在静电荷或恒定电流，因此也不可能传输TEM 波型。 2-2 什么叫波型？有哪几种波型？ 答：波型是指每一种能够单独地在规则波导中存在的电磁场的一种分布状态。 根据场的横向分量与纵向分量之间的关系式划分波型，主要有三种： TEM 波（0z E =，0z H =），TE 波(0z E =,0z H ≠),TM 波（0z E ≠，0z H =） 2-3 何谓TEM 波，TE 波和TM 波？其波阻抗和自由空间波阻抗有什么关系？ 答：0z E =，0z H =的为TEM 波；0z E =,0z H ≠为TE 波；0z E ≠，0z H =为TM 波。 TE 波阻抗： x TE y E wu Z H ηβ = ==> TM 波阻抗： x TM y E Z H w βηε= == 其中η为TEM 波在无限答煤质中的波阻抗。 2-4 试将关系式y z x H H jw E y z ε??-=??，推导为1()z x y H E j H jw y βε?=+?。 解：由y H 的场分量关系式0j z y H H e β-=（0H 与z 无关）得： y y H j H z β?=-? 利用关系式y z x H H jw E y z ε??-=??可推出： 11()()y z z x y H H H E j H jw y z jw y βεε???= +=+??? 2-5 波导的传输特性是指哪些参量？ 答：传输特性是指传输条件、传播常数、传播速度、波导波长、波形阻抗、传输功率以及损耗和衰减等。 2-6 何为波导的截止波长c λ？当工作波长λ大于或小于c λ时，波导内的电磁波的特性有何
《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 ｓｓ ｍｏｄ ＯＡ ＯＡ1 STF ＯＡ2 STF STF TCS ＯＡn STF TS TX RX
电子技术课程设计 —彩灯控制电路 专业班级: 学生学号: 学生姓名: 指导教师: 电气工程与自动化学院 目录 一、摘要 (3 二、数字部分(彩灯控制电路设计 (4 2.1 设计任务与要求 (4 2.2 电路原理及框图阐述 (4 2.3 总原理图及元器件清单 (5 2.4性能测试与分析 (7 三、模拟部分(稳压电源 (8 3.1 设计任务与要求 (8 3.2 硬件原理及单元电路分析 (8 3.3 总原理图及元器件清单 (9 3.4 软硬件调试 (10
3.5性能测试与分析 (12 四、课程设计心得体会 (13 五、参考文献 (14 摘要 本文从研究单元电路出发,结合要求设计出使用简单易行的彩灯电路,以理论联系实际为基础,突出电子设计的实用性。其中以NE555和CD4017为基础,用发光二级管来显示,做成不同的图案,以达到 绚丽的效果,它在晚会和灯光布置也可以收到很好的妙用。具有较广的实用价值。 关键词:NE555,CD4017,发光二级管 二、数字部分(彩灯控制电路设计 2.1 设计任务与要求 1. 设计一个电路,利用不同颜色的二极管实现彩灯功能 2. 电路接通电源后可以实现自动闪烁的功能 2.2 电路原理及框图阐述 电路主要有NE555和CD4017构成,另外需要用到不同颜色的发光二极管。 2.2.1 NE555主要构成时钟信号电路,其特点是: 1.只需简单的电阻器、电容器,即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广,可由几微秒至几小时之久。
2.它的操作电源范围极大,可与TTL,CMOS等逻辑电路配合,也就是它的输出电平及输入触发电平,均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。 3.其输出端的供给电流大,可直接推动多种自动控制的负载。 4.它的计时精确度高、温度稳定度佳,且价格便宜。 2.2.2 十进制计数/分频器CD4017,其内部由计数器及译码器两部分组成,由译码输出实现对脉冲信号的分配,整个输出时序就是O0、O1、O2、…、O9依次出现与时钟同步的高电平,宽度等于时钟周期。CD4017有10个输出端(O0~O9和1个进位输出端~O5-9。每输入10个计数脉冲,~O5-9就可得到1个进位正脉冲,该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。 CD4017有3个输入(MR、CP0和~CP1,MR为清零端,当在MR 端上加高电平或正脉冲时其输出O0为高电平,其余输出端(O1~ O9均为低电平。CP0和~CPl是2个时钟输入端,若要用上升沿来计数,则信号由CP0端输入;若要用下降沿来计数,则信号由~CPl 端输入。由此可见,当CD4017有连续脉冲输入时,其对应的输出端依次变为高电平状态,故可直接用作顺序脉冲发生器。
电子线路课程设计题目 （模电、数电部分） 一、锯齿波发生器 二、语音放大电路 三、可编程放大器 四、数字频率计 五、可调电源 六、汽车尾灯控制电路 2011．09
一、设计一高线性度的锯齿波发生器 要求： （1）利用555定时器和结型场效应管构成的恒流源设计一高线性度的锯齿波发生器；参考电路如图所示； （2）在EWB中对该电路进行仿真； （3）焊接电路并进行调试；调试过程中思考： a、电路中两个三极管的作用是什么？其工作状态是怎么样的？ b、R3阻值的大小会对锯齿波的线性度产生什么影响？ c、输出锯齿波的幅值围多大？ d、调节电路中的可调电阻对波形有什么影响？ e、LM324的作用是什么？ （4）参考电路图中采用的是结型场效应管设计的，若采用N沟道增强型VMOS管和555定时器来设计一高线性度的锯齿波发生器，该如何设计？ LM324 图2 高线性度锯齿波发生器的设计
二、语音放大电路的设计 通常语音信号非常微弱，需要经过放大、滤波、功率放大后驱动扬声器。 要求： （1） 采用集成运算放大器LM324和集成功放LM386N-4设计一个语音放大电路；假设语 音信号的为一正弦波信号，峰峰值为5mV ，频率围为100Hz~1KHz ，电路总体原理图如下所示； 具体设计方案可以参照以下电路： 图4 语音放大电路 （2） 仔细分析以上电路，弄清电路构成，指出前置放大器的增益为多少dB?通带滤波器 的增益为多少dB? （3） 参照以上电路，焊接电路并进行调试。 a 、 将输入信号的峰峰值固定在5mV ，分别在频率为100Hz 和1KHz 的条件下测试前置
放大的输出和通带滤波器的输出电压值，计算其增益，将计算结果同上面分析的 理论值进行比较。 b、能过改变10K殴的可调电阻，得到不同的输出，在波形不失真的条件下，测试集 成功放LM386在如图接法时的增益； c、将与LM386的工作电源引脚即６引脚相连的10uF电容断开，观察对波形的影响， 其作用是什么？ d、扬声器前面1000uF电容的作用是什么？ 注意： １片LM324芯片有含有四个运放；集成功放采用LM386N-4；
《电子技术课程设计》教学大纲 课程名称：电子技术综合课程设计 学分：2 学时：2周制定人： 一、电子技术课程设计开设目的 本课程是在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验，是在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。综合设计实验对于提高学生的电子工程素质和科学实验能力非常重要，是电子技术人才培养成长的必由之路。由学生自行设计、自行制作和自行调试的综合性试验。旨在培养学生综合模拟、数字、高频电路知识，解决电子信息方面常见实际问题的能力，并了解一般电子电路与单片机构成简单系统及简单编程的方法。促使学生积累实际电子制作经验，准备走向更复杂更实用的应用领域，是参加“全国大学生电子竞赛”前的技能培训课程。目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。 二、电子电路设计的基本要求 2.1、基本要求 1、以电子技术基础的基本理论为指导，将设计实验分为基础型和系统型两个层次，基础型指基本单元电路设计与调试，系统型指若干个模拟、数字、高频基本单元电路组成并完成特定功能的电子电路的设计、调试； 2、熟悉常用电子仪器操作使用和测试方法； 3、学习计算机软件辅助电路设计方法，能熟练应用 multisim进行电路设计和印刷电路板的设计制作； 4、学习电子系统电路的安装调试技术； 5、拓展电子电路的应用领域，能设计、制作出满足一定性能指标或特定功能的电子电路设计任务。 2.2实验方法 1、学生自学与指定设计题目有关的参考资料； 2、在规定时间内学习使用有关电路设计软件进行电路设计的方法 3、学生针对实验课题的要求，查找资料提出设计方案，写出设计步骤，并进行初步设计； 4、学生必须完成基本设计任务后才能进行选作实验； 5、教师在课内外给予及时指导和答疑 6、设计过程中出现的普遍问题，应适当讲授。 2.3、总结报告内容 1、设计题目 2、设计任务和要求 3、原理电路设计：（1）方案比较；（2）单元电路设计；（3）元件选择；（4）整体电路（标出原元件型号和参数、画出必要波形图）；（5）说明电路工作原理。 4、整理实验数据和测试波形，对模拟电路应有理论设计数据、实测数据、仿真数据和误差分析，数字电路应有设计逻辑流程、波形图、时序图或真值表。 5、实验困难问题及解决措施。 6、实验参考文献。 三、电子电路设计的一般方法 3.1、方案论证（方案比较）与总体设计（举例说明）
~ 电子技术课程设计 报告 设计题目:电子骰子 姓名: 徐兵 学院：信息工程学院 。 专业: 通信工程 班级:通信0902 学号: } 2011年6月17日
目录 一、电子骰子设计目的及要求 (2) 二、电子骰子功能设计分析 (2) 三、电路设计基本原理及主要件 (2) ￥ 1. 原理设计框图 (2) 2. 设计原理说明 (2) 3. 555定时器简介 (3) 4. 555定时器的组成和功能 (3) 5. NE555的特点 (4) 6. CD4017功能简述 (5) 7． CD4017引脚图 (5) 8. CD4017原理图 (6) < 四、总体设计仿真图、原理图及PCB板图 (9) 1. 电子骰子仿真图 (9) 1. 电子骰子原理图 (9) 2. 电子骰子PCB板图 (10) 五、总结与体会 (11) 1. 总结 (11) 2. 体会 (11)
六、参考文献 (11) , 一、电子骰子设计目的及要求 1.电子骰子每按下开关一次的显示结果会在1~6数字中随机产生，以代替普通骰子。 2.总体要求用开关控制显示对应的数字。 二、电子骰子功能设计分析 分析：（1）为了节约成本，我决定用发光二极管来替代数码管，亮灯的个数即为显示的数字，即是表示骰子的点数。 ' （2）用一按键开关，按下之后发光二极管会随机的变亮。 三、电路设计基本原理及主要器件 1. 原理设计框图: & 设计原理框图 2. 设计原理说明:
该电子骰子电路由时钟发生电路和功能显示电路两部分组成。以集成电路NE555为核心器件构成自激多谐振荡器。当电源开关闭合时，电源通过电阻R1和R2向电容器C1充电。当C1刚充电时，由于555的②脚处于低电平，故输出端③脚呈高电平；当电源经R1、R2 向C1充电到2/3电源电压时，输出端③脚电平由高变低，555内部放电管导通，电容C1经R2向555的⑦脚放电，直至C1两端电压低于1／3电源电压时，555的③脚又由低电平变为高电平，C1又再次充电，如此循环工作，形成振荡。555的频率可以通过改变电阻R2 的阻止而改变，其时钟输出直接进入4017的14脚，CD4017对振荡计数, 三极管BC557导通，这样来驱动7个LED负载，使其随机点亮。由于通电时，对电容充电的时间和充电电流是随机的，所以最终显示结果也是随机的。 3. 555定时器简介 555定时器（又称时基电路）是一个模拟与数字混合型的集成电路。按其工艺分双极型和CMOS型两类，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成多谐振荡器。因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。 ! 4. 555定时器的组成和功能 下图是555定时器内部组成框图。
电子技术课程设计报告 设计题目：稳压电源设计制作与调试 学院：机电学院 系别：机械系 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名: 学号: 起迄日期: 指导教师:
目录 一、设计目的 (3) 二、设计任务 (3) 三、设计要求 (3) 四、总体方案的设计与选择 (4) 五、单元电路的设计 (4) （一）交流降压电路 (4) （二）整流电路 (5) （三）滤波电路 (6) （四）稳压电路 (7) 六、总体电路图 (9) 七、元器件数及参数 (10) 八、电路组装\调试过程中遇到的问题及解决办法 (11) 九、分析与心得 (11) 十、参考文献 (12)
一、设计目的 （一）进一步掌握模拟电路和数字电路课程所学的理论知识。（二）了解并掌握电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。 （三）熟悉常用集成数字芯片，掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。 （四）了解集成块LM317的结构功能。 （五）掌握一种由上述集成块组成的直流稳压电源电路的制作方法。 二、设计任务 利用LM317设计一个输出电压可在1.25 -- 30V之间连续可调的直流稳压电源电路。 三、设计要求 （一）输出电压连续可以调节。 （二）选择合适的电阻、电容、发光二极管等器件。 （三）完成全电路理论设计、制作、调试，并画出电路原理图。（四）撰写设计报告（包括调试总结报告）。 （五）上交制作产品一件。
四、总体方案的设计与选择 我们此次设计的电路主要由四部分组成，分别是交流降压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路。 4-1电路工作电路流程图 五、单元电路的设计 （一）交流降压电路 选用合适的电源变压器将电网电压降低到所需要的交流电源电压。 5-1变压器的原理简体图 当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1， 它沿着铁芯穿过初级线圈和次级线圈形
课程设计报告 课程名称：光电子技术课程设计 设计题目：基于单片机的声光报警系统的设计 专业：电子科学与技术 班级：电科121 姓名：曹梦姣 学号: 1210705101 起止日期: 2015.6.8 - 2015.6.19 指导教师:王如刚
摘要 火灾是指在时间和空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。随着现代社会的不断发展，现代家庭用火、用电量正在逐年增加，火灾发生的频率越来越高，火灾不仅毁坏物质财产，造成社会秩序的混乱，还直接或间接危害生命，给人们的心灵造成极大的危害。每年都有许多人被火灾夺去生命。由于人们的疏忽而发生的火灾与爆炸，不仅造成人员的大量伤亡，还承受着严重的经济损失。正是由于火灾的巨大危害，报警器才得以应运而生，报警器在火灾报警方面发挥人类本身无可比拟的优势，而声光报警器更是其中的佼佼者。声光报警器是一种用在危险场所，通过声音和各种光来向人们发出示警信号的一种不会引燃易燃易爆性气体的报警信号装置。防爆声光报警器适用于安装在含有ⅡC级T6温度组别的爆炸性气体环境场所，还可使用于石油、化工等行业具有防爆要求的1区及2区防爆场所，也可以露天、室外使用。可以和国内外任何厂家的火灾报警控制器配套使用。当生产现场发生事故或火灾等紧急情况时，火灾报警控制器送来的控制信号启动声光报警电路，发出声和光报警信号，完成报警目的。 关键词：光电传感器、数码管、报警器
目录 1、设计要求 (4) 2、设计方案 (4) 3、元器件简介 (4) 3.1、单片机STC89C52简介 (4) 3.2、温度传感器DS18B20 (6) 3.3、红外接收头HS0038B (7) 3.4、数码管 (8) 4、设计电路及原理 (9) 4.1、温度接收模块 (9) 4.2、红外发射模块 (9) 4.3、红外接收模块 (10) 4.4、数码管显示模块 (11) 4.5、蜂鸣器报警模块 (11) 4.6、LED报警模块 (12) 参考文献 (13) 设计总结 (13) 附录 (13)
武汉工程大学 课程设计 课题名称：基于OptiSystem光纤通信WDM城域网设计专业班级： 学生学号： 学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课题工作时间：2013.12.31 至2014.01.08
一、课程设计的任务或学年论文的基本要求 1.具备独立查阅光纤通信系统相关文献和资料，能提出并较好地论述课 题实施方案，具有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。 2.具备独立设计简单光纤城域网的能力，能对基本城域网系统的进行研究、分析 及比较的能力。 3.具备采用计算机软件数值计算、仿真、绘图等能力。 4.工作中有创新意识，要对现有的方案提出自己独特见解。 5.总结简练完整，理论正确，论述充分，结构严谨合理，文字通顺，技术用语准 确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图标完备、整洁、正确。 6.工作努力，遵守纪律，工作作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务。 7.内容不少于3000字，图和计算结果可打印。 任务： 1.写明设计思路，画出设计图。 2.写明设计过程中出现的错误及相应分析 3.系统选取的期间及其相应参数要与实际商用产品基本一致，并列出设定的参数 及其相应的取值，不能太理想化。 4.分析构建的系统工作原理、过程及性能评估。 二、进度安排 2013年12月31日文献搜集与整理学习软件 2013年1月06日学习软件讨论方案 2013年1月08日连接线路模拟实际完成论文
三、课程设计（学年论文） 1．摘要 摘要 介绍了波分复用（WDM）城域环形网的设计思路，阐述了OptiSystem软件对该系统的仿真结果，并分析了该通信网络的传输特性及Q因子、误码率等参数，验证了该网络的正确性及可行性，进而得出相关结论。 关键词：OptiSystem；WDM；Q因子；误码率 Abstract Introduced the wavelength division multiplying (WDM) the MAN ring system's design mentality, elaborated the OptiSystem software to this system's simulation result, and has analyzed this parameters, the communication network transmission characteristic, Q factor, BER, has confirmed this network accuracy and the feasibility, then draws the related conclusion. Key words: OptiSystem；WDM；Q factor；BER 2、参考资料或参考文献 [1]《光纤通信系统》顾畹仪，李国瑞，人民邮电出版社 [2]《光纤通信》，刘增基，周洋溢等，西安电子科技大学出版社 [3]《通信原理》，樊昌新，清华大学出版社 [4]《光纤通信系统》，杨祥林，国防工业出版社 [5]张成良．光通信系统Q因子测量和原理[J]．电信工程技术与标准化，2001，(4)． [6]optisystem7初级入门中文讲义郑小歪
信息学院 2017年电子技术课程设计题 1 音频小信号功率放大电路设计(A) 设计并制作音频小信号功率放大电路。具体要求如下： （１）放大倍数A V≥1000；（20分） （２）通频带100Hz~10KHz；（20分） （３）放大电路的输入电阻R I≥1MΩ; （5分） （４）在负载电阻为8Ω的情况下，输出功率≥2W；（30分） （５）功率放大电路效率大于50%；（5分） （６）输出信号无明显失真。（20分） 说明：设计方案和器件根据题目要求自行选择，但要求在通用器件范围内。不能选用集成音频功放。 测试条件：技术指标在输入正弦波信号峰值Vp=10mV的条件进行测试（输入电阻通过设计方案预以保证），设计报告中应有含有详细的测试数据说明设计结果。 评分标准： (1)提供1000倍的电压增益，得满分；电压增益小于800倍，扣5分；电压增益小于500倍，不得分； (2)上限频率大于10kHz，得10分；上限频率5~10kHz，得5分；上限频率<5kHz,不得分；下限频率满足要求，得10分；下限频率100~500Hz，扣5分,下限频率>500Hz,不得分；(3)输出功率≥2W，得满分；1W≤输出功率≤2W,得20分；500mW≤输出功率≤1W, 得10分； 输出功率≤500mw,不得分。 (4) 设计效率大于50%,得满分，小于50%不得分。 (5) 输出信号无明显失真, 得满分，否则不得分。 参考元器件: NE5532/TL082, LM324/TL084，，S8050/S8550，2N3904/2N3906，1N4148/1N4001~7，TIP41/42中功率三极管或2N3055/MJ2955大功率三极管等。 主要测试设备：直流电源，信号源，示波器和8Ω功率电阻。 2 数控直流电源的设计（B） 设计一线性输出电压可调的直流电源。电源有电压增（UP）和电压减（DOWN）两个键，按UP键时电压步进增加，按DOWN键时电压步进减小。具体要求如下：（１）输出电压5~12V，步进为1V；（40分） （２）输出电压误差最大±0.1V；(40分) （３）输出电流不小于1A；(5分) 测试条件：分别测试输出为5V、6V、7V、。。。、12V的输出电压。输出电流通过设计预以保证。 评分标准：[注：满分为95分] （1）输出电压5~12V,步进1V，得满分，否则不得分； (２) 输出电压误差≤±0.1V，得满分；±0.1V≤输出电压误差≤±0.2V，扣10分；±0.2V≤输出电压误差≤±0.3V，扣20分；输出电压误差≥±0.5V，不得分。 发挥部分：用LED或数码管显示电压设定值； 参考元器件：74LS193,74HC138,三极管S8050/S8550/CD406/CD4051/AD7501/AD7503，LM317，CD4511等。 3 数控直流稳压电源设计（A）