KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Deney No: 7 Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü Mikrodalga ve İletişim Lab. TEMEL BİLGİLER: OPTİK FİBERLERDE ÖLÇMELER İnformasyon taşıyıcısı olarak ışık, iletim ortamı olarak da cam lifler kullanılmaktadır. Yeteri kadar düşük zayıflamaya (1dB / km den az) ve büyük band genişliklerine sahip (40 GHz) cam liflerin üretilebilmesiyle bu yeni teknoloji günümüzde yaygın biçimde uygulama alanı bulmuştur. Optik Dalga Kılavuzları: Optik dalga kılavuzu, kırılma indisi n 1 olan bir çekirdek ve çekirdeğin etrafında kırılma indisi n 2 olan bir çeperden oluşmuştur. Optik dalga kılavuzuna, eksenle Φ açısı yapacak şekilde giren bir ışın demetinin, çekirdek ve çeperin birleştiği yüzeyden çekirdek içerisine doğru yansıması için θ açısının kritik açı θ c den daha büyük olması gerekir. sin θ = n / n (1) C 2 1 Buna göre ışığın dalga kılavuzu içerisinde ilerleyebilmesi için, çeperin kırılma indisinin n 2, çekirdeğin kırılma indisi n 1 den daha küçük olması gerekir. çeper n 2 n 1 θ C çekirdek θ A Şekil 1: Bir fiberin çapraz kesiti Eğer θ açısı çok küçükse, Φ açısı çok büyük demektir. Bu durumda ışın demeti çeper içerisine doğru kırılacak ve büyük ölçüde çeperin etrafındaki koruyucu tabaka tarafından absorbe edilecektir. Optik dalga kılavuzuna eksenle Φ A dan daha küçük açı yaparak giren ışınlar kırılmalara uğrayarak çekirdek ekseni boyunca ilerlerler. Burada Φ A ya maksimum alış açısı denir. Snell yasası kullanılarak aşağıdaki bağıntılar yazılabilir: ( 90 θ ) n SinΦ = n Sin = n Cosθ 0 A 1 C 1 1
A 2 2 2 ( 1/ 0) ( 1 θc) ( 1/ 0) 1 ( 2 / 1 ) SinΦ = n n Sin = n n n n A 2 2 ( 1 0) ( 1 2 ) SinΦ = n n n (2) Yukardaki son bağıntıdan, alış açısı Φ C nin büyük olabilmesi için çekirdek ve çeper kırılma indisleri arasındaki farkın büyük olması gerektiği görülmektedir. Çok kullanılan Nümerik Açıklık deyimi için de aşağıdaki bağıntı verilebilir: A = n SinΦ = n n (3) N 2 2 0 C 1 2 Numerik açıklık A N ve çekirdek çapı, bir ışık kaynağından dalga kılavuzuna ne kadar ışık kuplajı yapılabileceğini belirler. Dalga kılavuzu boyunca bir noktadaki ışık gücü kılavuza verilebilen güçle orantılıdır. Dalga kılavuzunun zayıflatması ile güç üstel biçimde artmaktadır. L boyundaki bir optik dalga kılavuzu sonunda elde edilen ışık gücü α L/10 P P L = 0 10 db (4) bağıntısıyla verilebilir. Burada P(0) kılavuz başında kuplajı yapılabilen gücü, α da zayıflama katsayısını (db cinsinden birim uzunluktaki zayıflama) göstermektedir. Optik dalga kılavuzlarında en az zayıflamanın elde edilebildiği 1300 nm ve 1600nm dalga boyları günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır. Optik Dalga Kılavuzu Türleri: Optik lifler tek modlu lif, basamak indisli lif ve gradyanlı lifler olmak üzere üçe ayrılabilir. Aşağıdaki şekilde bu liflerin kesitleri, çekirdek ve çeper çapları, kesitteki kırılma indisi dağılımı ve çekirdek ışığın yayılma biçimi gösterilmektedir. Basamak indisli lifler: Işık çekirdek çeper sınırında yansımalara uğrayarak yayılır. Ancak girişim dolayısıyla yalnız belirli modlar ortaya çıkar. Çekirdek çapı ışık dalga boyundan çok büyük olduğu için çok sayıda mod ortaya çıkar(1000). Bu liflerin en büyük dezavantajı band genişliklerinin düşük olmasıdır. Sayısal işaretle modüle edilmiş ışık, lif üzerinden iletilirken, çeşitli modlar lif sonuna kadar farklı yol katedecekleri için değişik gecikmeyle ulaşırlar. Böylece sayısal vuruşlar genişlemiş ve band genişliği sınırlandırılmış olur. Maksimum gecikmenin minimum gecikmeye oranı, çekirdek kırılma indisinin çeper kırılma indisine oranına eşittir. Bu yüzden çekirdek ve çeper kırılma indisleri birbirlerine çok yakın seçilirler (aralarında yaklaşık %1 lik bir fark bulunur). 100-150mm 25-75mm çekirdek n 1 koruyucu çeper n 2 Şekil 2. Basamak indisli lif 2
Dispersiyon: Cam lifde iletilen ışık dalgasının farklı gecikmelere uğraması olayına dispersiyon denir. Böylece vuruşların yükselme ve düşme süreleri artar; vuruşlar genişlemiş olur ve dolayısıyla lifin band genişliği sınırlandırılmış olur. Belli başlı iki türü vardır. Bunlar modal ve materyal dispersiyonlarıdır. Modal dispersiyon basamak indisli liflerde anlatıldığı gibi değişik modların lif sonuna kadar değişik yol katetmelerinden dolayı değişik gecikmelerle lif sonuna ulaştıkları için ortaya çıkmaktadır. Materyal dispersiyon lifin kırılma indisinin ve dolaysıyla ışık hızının dalga boyuna bağlı olmasından kaynaklanmaktadır. Kullanılan ışık kaynağı tayfları çok darda olsa δr gibi bir genişliğe sahiptirler ve bu nedenle lif sonunda gecikme farkları ortaya çıkar ve ışığa bindirilmiş ( modüle edilmiş ) vuruşlar genişlerler; yani lif yine bir band sınırlama etkisi göstermiş olur. Gradyanlı lifler: Basamak indisli liflerde ortaya çıkan modal dispersiyon etkilerini büyük ölçüde azaltmak, çekirdek kırılma indisini merkezden çepere doğru parabolik biçimde azaltmakla mümkündür. Böyle liflere gradyanlı lif denir. Bu liflerde zig-zag yol alma yoktur. Değişik modlar şekilde görüldüğü gibi peryodik olarak düğüm noktalarında birleşerek yol alırlar. Peryotlar 1-2 mm dir. Dış modlar daha hızlı yol aldığından yol farklarına rağmen gecikme farkları ortaya çıkmaz. Öyle kırılma indisi profilleri elde edilmiştir ki 1 km lik bir lifte (200.000km/s lik bir hız için 5µs/km lik gecikme) yalnızca ± 0.1 ns/km lik gecikme farkları ortaya çıkmaktadır. 100-150mm 25-75mm çekirdek n 1 koruyucu n 2 Şekil 3. Gradyanlı lif Gradyanlı liflerde alış açısı Φ A lif ekseninden uzaklığın bir fonksiyonu olmaktadır. Bu açı merkezde maksimum olamkta; çekirdek-çeper sınırında da 0 olmaktadır. Buradan gradyanlı liflere, basamak indisli liflere göre bir ışık kaynağından eşit koşullarda daha az enerji kuplajı yapılabileceği görülmektedir. Gradyanlı liflerin bu dezavantajı, ışık kaynağı ışınım alanının çekirdek kesidine oranla küçük olması veya güçlü bir fokuslama ile azaltılabilmektedir. Basamak indisli liflerde bant sınırlayan ana unsur modal dispersiyondur. Buna karşılık gradyanlı liflerde modal dispersiyon basamak indisli liflerdekine göre büyük ölçüde azaltılmıştır. Bu nedenle gradyanlı liflerde bant genişliği sınırlamasında hem modal dispersiyon hem de materyal dispersiyon etkili olmaktadır. Ancak gradyanlı liflerdeki dispersiyon miktarı basamak indisli liflerden çok daha küçük olduğundan elde edilen bant genişlikleri de çok büyüktür. Tek Modlu Lifler: Basamak indisli liflerde çekirdek çapı küçültülürse mod sayısı azalır. Çekirdek çapı birkaç yüz µm yapıldığı zaman tek bir mod kalır. Bu durumda modal dispersiyon tamamen ortadan kalkar. Bu nedenle en büyük bant genişliği tek modlu liflerle elde edilir. Bunlar çok ince olduklarından bağlantıları diğer liflere göre çok daha zordur. Yeterli optik güç kuplajı da ancak yüksek şiddetteki kaynaklarla yapılabilir. 3
100-150µm 2-8µm koruyucu n 2 n 1 çekirdek Şekil 4. Tek modlu lif 1 km lif için elde edilebilen 3 db bant genişlikleri basamak indisli liflerde 20 MHz e, gradyanlı liflerde 2 GHz e, tek modlu liflerde ise 40 GHz e kadardır. Optik Taşıyıcının Modülasyonu: Elektriksel sürekli dalga modülasyonunda taşıyıcının genliği, frekansı ve fazı bildiri işaretine bağlı olarak değiştirilir. Böylece genlik, frekans ve faz modülasyonları elde edilir. Bu modülasyon yöntemlerini optik haberleşme sistemlerinde uygulamak daha zordur. Optik vericiler yeteri kadar dar bantlı değillerdir ve frekans kararlılıkları da yeteri kadar iyi değildir. Ayrıca cam liflerdeki dispersiyon, işareti bozarak modülasyonu zorlaştırır. Taşıyıcı peryodu da çok küçük olduğu için bu kısa süre içinde taşıyıcının genlik, frekans ve fazını değiştirebilmek (modülasyon) veya mevcut değişmeleri ölçebilmek (demodülasyon) zordur. Bu nedenle bugünkü optik haberleşme sistemlerinde yalnız ışık yoğunluğu (intensity) modülasyonu kullanılmaktadır. Optik Verici ve Alıcılar: Bugün kullanılan en önemli optik vericiler lazer diyotlar ve ışık alan diyotlar (LED); en önemli optik alıcılar da fotodiyotlardır. Lazer diyotlar LED lerden çok daha dar bantlı (lazer diyotlarda δ < 5 nm, LED lerde δ 50nm) güçlü ve yönlendirilmiş ışık üreten optik vericilerdir. Bu nedenle lazer diyotları tek modlu cam liflerle kullanılamaya çok uygundurlar ve böylece büyük iletim kapasiteli sistemler oluştururlar. 1GHz üzerinde modülasyon bant genişlikleri ve 1mW düzeyinde optik güç kuplajı elde edilebilmektedir. LED lerden cam life yeterli ışık kuplajı yapılabilmesi için, büyüklüklerinin lif çekirdek yarıçapından küçük olması gerekir. Böylece küçük boyutlu bir LED ile istenen optik gücü elde etmek için normal LED lerdekinden çok daha büyük akım şiddetleri gerekir. Bu, optik verici olarak kullanılacak LED tasarım ve üretimini etkileyen önemli bir faktördür. Birkaçyüz MHz lik modülasyon bant genişliği ve 50 µw düzeyinde bir optik güç kuplajı elde edilebilmektedir. Lazer diyodu akım/ışık özeğrisi ısı ve yaşlanmaya bağlı olduğu için çıkışın regülasyonu gerekir. Lazerin arka aynasından alınan ışık bir fotodiyoda verilir. Fotodiyot akımı, lazeri süren akımı regüle eder. LED lerin akım/ışık özeğrileri ısı ve yaşlanmaya bağlı olmadıkları için çıkışın regülasyonu gerekmez. Bu nedenle LED li vericilerin tasarımı daha kolaydır. Lazer diyotların modülasyonu doğrudan veya dolaylı oalrak yapılabilir. Dolaylı yoldan modülasyonda modülatör malzemesinin soğurma özelliği ve kırılma indisi modülasyon işaretine (bildir işareti) bağlı olarak değiştirilmektedir. Optik alıcılarda fotodiyotlar kullanılmaktadır. Optik haberleşmede kullanılacak fotodiyotların değerlendirilmesindeki ara ölçülerden birisi olumlu sonuç elde edilebilecek minimum optik güçtür. Yeterli işaret/gürültü oranı (analog haberleşmede) veya yanılgı oranı (sayısal haberleşmede) sağlayan optik güç ne kadar küçük ise yani duyarlılık ne kadar 4
fazla ise fotodiyot o kadar değerlidir. Çünkü böylece hem yineleyici uzaklıkları arttırılabilir hem de dah büyük bit hızlarında çalışılabilir. İkinci değerlendirme ölçütü tepke zamanıdır. Tepke zamanı iletilen bit hızı için yeterli olmalıdır. Optik haberleşmede kullanılan bugünkü fotodiyotlar 0.2 ns den daha küçük yükselme ve düşme zamanına sahiptirler. Böylece 1 GHz in üzerinde bant genişlikleri elde edilebilmektedir. Modülasyon Bantgenişliği: Elektriksel ve optik band genişliği arasındaki ilişkiyi bulmak için sistemden çekilen elektriksel akımlar incelenir. Işık ile akım arasında doğrusal bir ilişki olduğundan optik verici ve alıcıdaki akımlar karşılaştırılır. Elektriksel çıkış gücü ile elektriksel giriş gücü arasındaki oran desibel cinsinden aşağıdaki gibi verilir: RE db =10log elektriksel çıkışgücü alıcıda elektriksel giriş gücü vericide I çıkış =10log I giriş 2 (5) Elektriksel 3dB noktası, yukardaki elektriksel güçlerin oranının 1/2 olması durumunda meydana gelir. [I( çıkış) / I ( giriş )] = 1/ 2 eşitliğinden faydalanarak elektriksel bandgenişliği bulunur. Böylece çıkıştaki akımın, girişteki akımın 0.707 katına düştüğü frekans, elektriksel bandgenişliği olarak tanımlanır. Optik çıkış gücünün optik giriş gücüne oranı desibel cinsinden aşağıdaki gibi verilir: optik çıkışgücü alıcıda RE ( db ) =10log optik giriş gücü vericide I çıkış =10log I giriş (6) Böylece optik 3 db noktası, akımlar oranının 1/2 olması durumunda meydana gelir. Optik band genişiliği de çıkış akımının, giriş akımının 0.5 katına düştüğü frekans olarak tanımlanır. Bu oran ise, 6 db lik elektriksel güç zayıflamasına kaşılık gelir. Bu iki bandgenişliğinin karşılaştırılması şekilde gösterilmiştir: I ç /I g 1 0.707 0.5 Elektriksel bandgenişliği Optik bandgenişliği Elektriksel 3 db noktası Optik 3 db noktası Frekans Şekil 5. Elektriksel ve optik band genişlikleri Optik bandgenişliği ile elektriksel bandgenişliği arasındaki fark (frekans terimleri cinsinden), sistemin frekans tepkesinin şekline bağlıdır. Fakat sistemin frekans tepkesi bir gauss dağılımı şeklindeyse, optik bandgenişliği elektriksel bandgenişliğinden 2 kat daha büyük olur. 5
DENEYLER DENEY 1- Optik Verici LED in Güç/Akım Tepkesinin Ölçülmesi LED, elektriksel işareti optik işarete çevirir. Böylece işaret, optik fiber boyunca iletilmeye hazır duruma getirilir. Kullanılan LED in ışık yoğunluğu çok fazladır. Yani birim katı açı başına düşen güç miktarı çok yüksektir. Bu özellik, çekirdek kesidi küçük ve nümerik açıklığı dar olan fiberlerde verimli güç kuplajı elde edilmesini sağlar. LED, gözle görülemeyen kızıl ötesi ışınım bölgelerinde, 850 nm civarındaki dalga boylarında ışık verir. Bu dalga boyunun kullanılmasının nedeni, bu bölgede cam fiberin zayıflatmasının minimum olmasıdır. Elektriksel/optik dönüştürücü olarak bir aygıt geliştirilirken, öncelikle birçok sürüş akımları için çıkış gücünün bilinmesi gerekir. Bu test ile aygıtın, bozulmasız analog iletim için çok önemli olan lineerlik özelliği de belirlenir. Bu deneyde, optik verici led in güç-akım eğrisi osiloskop yardımıyla elde edilecektir. Deneyin Yapılışı: a) Optik verici (transmitter) aşağıdaki konumda olmalıdır: SELECT : ANALOGUE, SELECT TRANSMITTER: INT, BIAS : Saat ibresinin ters yönünde sonuna kadar dönmüş. b) Optik alıcı (receiver) aşağıdaki konumda olmalıdır: SELECT 1 : INT, SELECT 2 : SMALL AREA PHOTODIODE, AUDIO AMPLIFIER GAIN: Saat ibresinin ters yönünde sonuna kadar dönmüş. c) Kısa boylu ve uçları fişli olan bir optik fiberi vericinin internal diode ve alıcının internal photodiode uçları arasına takınız. d) Osiloskobun X tarama çıkışını (testere dişi işareti), osiloskobun CH1 girişine ve vericinin analog girişine bağlayınız. Osiloskobun time/div kademesini 0,1 ms ye ayarlayınız ve tetiklemeyi TV field konumuna alınız. e) CH1 i, X taramasını gösterecek şekilde seçiniz (düz bir çizgi görülmelidir). f) CH2 yi optik alıcının çıkışını gösterecek şekilde ayarlayınız. g) Skopta güç akım eğrileri görülebilecek şekilde vericinin GAIN ve BIAS ayarlarını düzeltiniz. CH1 Ucundaki X taraması negatif gradientli ise (aşağı doğru, sol-sağ) görünen eğriler beklenenin aynada yansıyan görüntüsü olacaktır. h) Güç-akım eğrisini çiziniz. Bozulmasız analog iletim için eğrinin kullanacağınız bölümünü belirleyiniz. DENEY 2- Fiber Optik İletim Sisteminin Frekans Tepkesi Bakır kablolar yerine optik fiberlerle bilgi iletiminin teorik avantajlarından biri, yüksek band genişliği-uzunluk çarpımı elde edilmesidir. Yüksek sayısal data hızları ( 1 milyar bit/sn) uzak mesafelere (200 km) çok az hatayla gönderilebilir. Yüksek band genişliği-uzunluk çarpımı, çok yüksek taşıyıcı frekansı (yani ışık) kullanılarak elde edilir. Bunun yanında, pratik bandgenişliğini sınırlayan etkenlerden biri de dispersiyon ve optik alıcı tasarım biçimidir. Bu deneyde birkaç metrelik iletim uzaklığı kullanılarak plastik optik fiberin zayıflatması sınırlandırılmıştır. Böylece fiber dispersiyonu küçük tutularak ölçmeye etkisi ortadan kaldırılmıştır. Optik alıcı tasarımında özellikle band genişliğine bağlı olarak fotodiyot kapasitesinin etkisi araştırılmalıdır. 6
Deneyin Yapılışı: a) Optik vericinin ayarlarını aşağıdaki şekilde yapıız: AC/DC SWITCH : AC, GAIN : Ortada, SELECT : ANALOGUE, BIAS : Yaklaşık 20 ma lik diyot akımı, SELECT TRANSMITTER : INT. b) Optik alıcının ayarlarını aşağıdaki şekilde yapınız: SELECT 1 : INT, SELECT 2 : SMALL AREA PHOTODIODE, FIRST GAIN : Ortada, AUDIO AMPLIFIER GAIN : Tamamen saat ibresinin ters yönünde dönmüş. c) Sinyal jeneratörünü vericinin analog girişine bağlayınız. 1 V genişiğinde ve 1 khz frekansında bir sinüs uygulayınız. d) Osiloskobun CH2 girişini, alıcının OUTPUT BUFFER çıkışına bağlayınız. CH2 volts/div kademesini 0.2 V a ve time/div kademesini 1ms ye ayarlayınız. Tetiklemeyi CH2 girişi ile yapınız. e) Kısa boylu ve uçları fişli olan bir optik fiberi vericinin internal diode ve alıcının internal photodiode uçları arasına takınız. f) Güç kaynaklarını açınız. g) Osiloskopta kırpılmış bir sinüs dalgası gözükmelidir. Sinyal jeneratörü çıkışını veya verici üzerindeki GAIN kontrolünü kırpılmamış bir sinüs görünceye kadar değiştiriniz. Ekrandaki sinüs dalgasının tepeden tepeye genliğini ölçünüz. h) Osilatör frekansını, ekrandaki sinüs dalgasının genliği g dekinin 0.707 sine düşene kadar arttırınız. Osiloskobun diğer kanalıyla osilatörün çıkışının her frekans için sabit olup olmadığını kontrol ediniz. Osilatörden veya osiloskoptan okunan frekansa elektriksel bandgenişliği denir. Bu frekansta elektriksel güç, düşük frekanslardaki gücün yarısına düşmüştür. i) Tekrar osilatör frekansını, ekrandaki sinüs dalgasının genliği h) dekinin 0.5 ine düşene kadar arttırınız. Bu frekansa optik bandgenişliği denir ve optik fiber gücü düşük frekanslardaki gücünün yarısına düşmüştür. Teorik olarak frekans tepkasini sınırlayan ana etken dispersiyon ise yukardaki tanım doğrudur. DENEY 3- Optik Fiberde Zayıflama Bu deneyin amacı, birim uzunluk başına fiber optik kablonun zayıflatmasının bulunmasıdır. Fiber optik sistemlerdeki optik gücün kaybolamsının başlıca nedeni, fiber uzunluğuna bağlı olarak zayıflamadır. Bu zayıflama, materyal soğurma ve saçılımdan dolayı meydana gelmekte ve düşük ısı düzeylerinde güçten bağımsız olarak ortaya çıkmaktadır. Zayıflama genellikle db/km cinsinden ifade edilir. Örneğin, L km uzunluğundaki bir fiber girişine verilen güç P i ve fiber çıkışında ölçülen güç P o ise toplam kayıp, 10 log P / P [db] olur. 10 ( i o ) Her km başına düşen kayıp ise, 10 i o [10 log P / P ] / L [db / km] olur. Silisyumdan yapılmış fiberlerin kayıpları çok azdır. Fakat bu deneyde kullanılan plastik fiberdeki kayıplar yaklaşık 1000 kere daha büyüktür. Bununla beraber, büyük çekirdek çaplı plastik fiberlerde LED gibi düşük yoğunlukta ışık üreten kaynaklar kullanılabilmektedir. 7
Deneyin Yapılışı: a) Optik vericinin ayarlarını aşağıdaki şekilde yapınız: THRESHOLD: Saat ibresinin ters yönünde tam olarak dönmüş, SELECT : DIGITAL, SELECT TRANSMITTER: INT, BIAS : Yaklaşık 30 ma diyot akımı görülecek şekilde. b) Optik alıcının ayarlarını aşağıdaki şekilde yapınız: SELECT 1 : INT SELECT 2 : SMALL AREA PHOTODIODE, FIRST GAIN : Saat ibresi yönünde tam olarak dönmüş. c) Kısa boylu (1m) ve uçları fişli olan bir optik fiberi vericinin internal diode ve alıcının internal photodiode uçları arasına takınız. d) Güç kaynaklarını açınız. e) Çıkış gerilimini okuyunuz. f) Kısa boylu fiberi (1m), uzun boylu fiberle (10m) değiştiriniz ve e) de olduğu gibi çıkış gerilimini okuyunuz. Fakat BIAS ayarını değiştirmeyiniz. g) Kısa ve uzun boylu fiberlerin boyları farkı L yi (m) cinsinden bulunuz. h) Birim uzunluk başına zayıflamayı bulunuz. gerilim(e) 10log / L [db/m] gerilim(f) DENEY 4- Analog İletim Fiber optik iletim sisteminin kullanışlı olabilmesi için vericiden alıcıya doğru bir bilginin gönderilmesi gerekir. Bu, verici gücü modüle edilerek yapılır. İki ortak yöntem, analog ve sayısal ışık şiddeti modülasyonudur. Analog modülasyonda, sürekli biçimde giriş işaretiyle doğru orantılı olarak LED in çıkış gücü değişir. Sayısal modülasyon, çıkış gücünün iki ayrı düzeyini ( on ve off ) kullanır. Analog işaret, iletimden önce kodlanır. Bu deneyde analog modülasyon incelenecektir. Deneyin Yapılışı: a) Ses sinyal jeneratörünün çıkışını (çıkış < 1V) vericinin analog giriş ve toprak uçları arasına bağlayınız. Kuplaj anahtarını AC konumuna ve SELECT anahtarını ANALOGUE konumuna alınız. b) Kısa fiberi internal verici diyodu ve alıcıdaki internal photodiode uçlarına takınız (SELECT TRANSMITTER anahtarı INT konumda, alıcıdaki SELECT anahtarları ise INT ve SMALL AREA PHOTODIODE konumunda). c) Osiloskop girişini alıcının OUTPUT BUFFER ve toprak uçları arasına takınız. d) Güç kaynaklarını açınız. e) BIAS akımını 20 ma civarına getiriniz ve vericideki yükselteç kazancını, osiloskopta bir sinüs dalgası görülene kadar arttırınız. Ses sinyal jeneratörü 1 khz civarında bir sinüs dalgası verecek şekilde ayarlanmalıdır. f) Diyot BIAS akımı sıfıra yaklaştırıldığında gözlemleriniz nedir? Bu durumda ses yükselteç kazancını, sinüs dalgasına etkisi duyulana kadar arttırabilirsiniz. g) Diyot BIAS akımı maksimum değerine yaklaştırıldığında gözlemleriniz nedir? Çıkıştaki ses f) dekiyle aynı mıdır? 8
h) BIAS akımını 20 ma e ayarlayınız ve vericideki yükselteç kazancını arttırınız. Sinüs dalgasının şekli nasıldır? GAIN ve BIAS ayarlarının bu konumu müzik ve konuşma iletimi için uygun mudur? Neden? i) Eğer müzik kaynağınız varsa osilatör yerine onu kullanınız. Vericideki GAIN ve BIAS kontrollerinin müzik üzerine etkisi nasıl olmaktadır, inceleyiniz. Optimum BIAS konumun bulmaya çalışınız. j) Kısa boylu fiber yerine uzun boylu bir fiber takınız ve BIAS konumunu optimum değerinde tutunuz. Sinyal jeneratörünü takınız. Osiloskopta bir işaret görülene kadar verici ve alıcıdaki yükselteç kazançlarını düzeltiniz. Osiloskobu sinyal jeneratörüyle harici olarak tetiklemek daha uygundur. İşaretin çok gürültülü olması hakkında ne düşünüyorsunuz? Bu işaretin ses kalitesi üzerine olan etkisi nedir? İSTENENLER 1. Deney 1 in sonuçlarından yararlanarak diyot akımı-çıkış gücü karakteristiğini ölçekli olarak çiziniz. Bozulmasız analog iletim için eğrinin kullanacağınız bölümünü belirleyiniz. 2. Deney 2, 3 ve 4'de bulduğunuz sonuçları yazınız ve deneylerde istenenleri cevaplayınız. 9