研究目的
利用光纤相较于传统布线方式的优势,创建一个低成本、具有高保真音质的单光纤模拟立体声音频传输系统。
研究成果
所开发的系统是一种简单且低成本的解决方案,利用单根光纤实现高质量立体声音频信号的长距离传输。相比传统的铜缆或同轴电缆系统,该方案具有信噪比更高、带宽更宽的优势。未来研究将聚焦于通过波分复用技术,在单根塑料光纤中实现五声道以上的数字音频传输系统。
研究不足
与玻璃光纤相比,该系统受限于塑料光纤的特性,如较大的光损耗和较小的传输规模。然而,塑料光纤具有抗弯性强、结构简单和生产成本低的优点。
1:实验设计与方法选择:
该系统采用波分复用技术(WDM),通过单根塑料光纤传输模拟立体声音频信号。设计包含通过塑料光纤连接的发射端与接收端,并配置光学滤波器分离音频信号。
2:样本选取与数据来源:
系统使用直径1毫米、长度25米的MH4001型塑料光纤。通过光谱仪记录光学滤波器与LED的光谱特性。
3:实验设备与材料清单:
发射端包含电源、运算放大器TL072、晶体管BC547及红蓝双色LED;接收端包含电源、光纤耦合器、光学滤波器、光电二极管BPW34、跨阻放大器及同相放大器。
4:晶体管BC547及红蓝双色LED;接收端包含电源、光纤耦合器、光学滤波器、光电二极管BPW跨阻放大器及同相放大器。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:发射端对输入音频信号进行放大并通过LED转换为光信号,光信号经塑料光纤传输至接收端后还原为电信号,光学滤波器实现左右声道信号分离。
5:数据分析方法:
采用替代法测量塑料光纤衰减,记录LED与光学滤波器的光谱特性以确定最佳信号分离滤波方案。
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spectrometer
SP1-USB
Thorlabs
Records the spectral characteristics of the LEDs and optical filters.
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operational amplifier
TL072
Amplifying the input audio signal in the transmitter.
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transistor
BC547
Used in the transmitter circuit.
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LED
Converts the amplified electrical signal to light in the transmitter.
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photodiode
BPW 34
Converts the light signal back to an electrical signal in the receiver.
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voltage regulator
LM7805
Provides a reference voltage of 5V in the receiver.
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operational amplifier
MCP6024
Used in the receiver circuit.
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