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光纤通信_实验3实验报告 接收机灵敏度和动态范围测量实验

光纤通信_实验3实验报告 接收机灵敏度和动态范围测量实验
光纤通信_实验3实验报告 接收机灵敏度和动态范围测量实验

课程名称:光纤通信

实验名称:实验3 接收机灵敏度和动态范围测量实验

姓名:

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实验时间:

指导教师:

得分:

一、实验目的

1、了解和掌握光收端机灵敏度的指标要求和测试方法。

2、掌握误码仪的使用方法。

二、实验器材

主控&信号源模块

25 号光收发模块

23 号光功率计&误码仪模块

三、实验原理

光接收机的性能指标主要包括灵敏度和动态范围。

(1)灵敏度

灵敏度是光端机的重要特性指标之一,它表示了光接收机接收微弱信号的能力,是系统设计的重要依据。光接收机灵敏度的定义是:在给定误码率或信噪比条件下,光接收机所能接收的最小平均光功率。在测灵敏度时应注意 3 点:

1、在测量光接收机灵敏度时,首先要确定系统所要求的误码率指标。对不同长度和不同应用的光纤数字通信系统,其误码率指标是不一样的。例如,在短距离光纤数字通信系统中,要求误码率一般为,而在420km 数字段中,则要求每个中继器的误码率为。对同一个光接收机来说,当要求的误码率指标不同时,其接收机的灵敏度也就不同。要求误码率越小,则灵敏度就越低,即要求接收的光功率就越大。因此,必须明确,对某一接收机来说,灵敏度不是一个固定不变的值,它与误码率的要求有关。测量时,首先要确定系统设计要求的误码率,然后再测该误码率条件下的光接收机灵敏度的数值。

2、要注意光接收机灵敏度定义中的光功率是指最小平均光功率,而不是指任何一个在达到系统要求的误码率时所对应的光功率。因此,要特别注意“最小”的概念。所谓“最小”,就是指当接收的光功率只要小于此值,误码率立即增加而达不到要求。应该指出,对某一接收机来说,光功率只要在它的动态范围内变化,都能保证系统要求的误码率。但灵敏度只有一个,即接收机所能接收的最小光功率。

3、灵敏度指的是平均光功率,而不是光脉冲的峰值功率。这样,光接收机的灵敏度就与传输信号的码型有关。码型不同,占空比不同,平均光功率也不同,即灵敏度不同。在光纤数字传输系统中常用的 2 种码型NRZ 码和RZ 码的占空比分别为

100%和50%。当“1”和“0”码的概率相等时,前者的平均光功率比后者大3db。因此,测试灵敏度时必须选用正确的码型。

灵敏度的单位一般用dBm 表示。它表示以1mW 功率为基础的绝对功率电平。设测得的最小平均光功率为Pmin,则灵敏度可以表示为

例如当PR=-60dBm 时,其最小平均光功率就是10-9W。要特别说明的是:Pmin 越小,接收机的灵敏度就越高,该接收机在很小的接收光功率条件下,就可保证系统所要求的误码率。

(2)动态范围

在实际的光纤通信线路中,光接收机的输入光信号功率是固定不变的,当系统的中继距离较短时,光接收机的输入光功率就会增加。一个新建的线路,由于新器件和系统设计时考虑的富余度也会使光接收机的输入光功率增加。为了保证系统的正常工作,对输入信号光功率的增加必须限制在一定的范围内,因为信号功率增加到某一数值时将对接收机性能产生不良影响。在模拟通信系统中,输入信号过大将使放大器超载,输出信号失真,降低信噪比。在数字通信系统中,当输入信号功率增加到某一数值时,将使系统出现误码。应该指出,在数字通信系统中,放大器输出信号的失真在测试时应与模拟系统区别开来。

为保证数字通信系统的误码特性,光接收机的输入光信号只能在某一定范围内变化,光接收机这种能适应输入信号在一定范围内变化的能力称为光接收机的动态范围,可表示为:

式中,Pmax 是光接收机在不误码条件下能接收的最大信号平均光功率;Pmin 是光接收机的灵敏度,即最小可接收光功率。一般来说,要求光接收机的动态范围大一点较好,但如果要求过大则会给设备的生产带来一些困难。实验电路框图

四、实验步骤

1、登录e-Labsim 仿真系统,创建仿真工作窗口,选择实验所需模块和示波

器。

2、按表格所示进行连线。

3、模块设置:

1)连接25 号光收发模块的光发输出端和光收接入端。

2)将光收发模块的功能选择开关S1 打到“光接收机”。

3)将25 号模块P4(光探测器输出)连至23 号模块P1(光探测器输入)。

4)将开关J1 拨为“10”,即无APC 控制状态。

5)开关S3 拨为“数字”,即数字光发。

6)将25 号光收发模块的电位器W4(光输出功率粗调)和W2(光输出功率微调)顺时针旋至底,即设置光发射机的输出光功率为最大状态;

4、运行仿真,开启所有模块的电源开关。

6、理想的光传输系统调整:

1)使用示波器对比观测光收发模块的“数字输入”TH2和“数字输出”端口

TH3,调节光接收机的判决门限和灵敏度,使数字输入与数字输出的信号一致,没有误码。

思考1:类型1 数据是PN 码的一种,为了稳定且实时地显示观测到的数据,在不使用STOP 的条件下,我们应该对示波器进行怎样的设置?提示:理解触发电平和触发释抑。

思考2:类型1 的数据,怎样确定一个周期的长度及1 比特码元的宽度?

2)数字输入与数字输出的信号一致时,误码仪的“失锁”“误码”“无数据”三个指示应处于灯灭状态,即光发射机和接收机的传通通路无误码。

7、灵敏度计算:慢慢旋转W4(输出光发射功率大小的调节旋钮),当误码仪的

“误码”指示灯刚出现闪烁时,将25 号模块的功能选择键S1 拨至“光功率计”,在主控模块上设置并选择【主菜单】→【光纤通信】→【光功率计】功能,可以

通过选择和单击“选择/ 确认”多功能旋钮,切换功率计的测量波长;根据实际使用的光收发模块的波长类型,选择波长【1310nm】或【1550nm】。测量并记录此时光功率Pmin。该

Pmin 即为光接收机的灵敏度。代入前面的公式,即可计算出PR。

8、动态范围计算:参考光发射机平均光功率测试实验的方法或重做上面的步骤6,测出光接收机在不误码条件下能接收的最大信号平均光功率Pmax,从而计算出光接收机的动态范围。

Pr=-17.1dBm

D=2.6dB

五、心得与体会

通过本次实验,我更加扎实的掌握了有关光收端机灵敏度的指标要求和测试方法方面的知识,对试验工坊的各种操作更加熟练了.

在实验过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。

三坐标测量实验报告

三坐标测量实验报告 姓名:XXX 学号:XXXXXXX 指导老师:XXX 专业:XXXX 2012年11月

一、快速综合检测 利用直接测量法测量给定的被测件 一、实验目的: 1、了解三坐标测量机系统组成和功能; 2、熟悉WTUTOR测量软件; 3、掌握三坐标测量机测量几何参数的基本技能; 4、学会测量数据的处理和零件设计方法。 二、实验要求: 1、根据被测件的特点以及所需测量的几何元素确定测量方案:包括所需的测头数及其标定、零件坐标系的建立等。 2、测量各几何要素,以文件方式输出测量结果。 3、根据测量数据,用AUTOCAD绘制零件图。 4、整理实验过程,编写实验技术报告。 三、实验方案设计: 1、分析被测件的特点和需要测量的几何特征,确定零件装夹方案:被测件的外观形状是长方体, 需要测量的几何特征是位于该长方体上的通孔、阶梯圆柱孔、小孔、阶梯平面和一槽,由于该零件质量较大,故无需装夹,只需平放于测量工作台面上即可。 2、确定工件坐标系:选择零件上通孔所在的直线为Y轴,相对较平整的平面作为XZ 平面,该平面与Y轴交点作为坐标原点,选择与Y轴平行的一个面的法线方向作为X轴。 3、根据被测几何元素,确定测头(1)A:0°,B:0°;(2)A:90°,B:90°; (3)A:90°,B:180°;(4)A:90°,B:-90°;(5)A:90°,B:0°; 4、根据被测参数确定被测元素、关系计算、形位测量等。选择测头在适当的工件坐标系下进行测量,并将测量数据存储到指定文件中。 四、实验步骤: 1、启动机器: 由于三坐标测量系统是一个多机器的复杂系统,所以要注意各机器的开启顺序。首

光纤通信实验报告

计算机与信息技术学院实验报告 专业:通信工程 年级/班级:2009级 2011—2012学年第一学期 课程名称 光纤通信 指导教师 李新源 本组成员 学号姓名 XXXXXX 实验地点 计算机楼501 实验时间 2012年4月6 日 项目名称 自动光功率控制电路 实验类型 硬件实验 一、 实验目的 1.掌握自动功率控制电路的工作原理 二、实验内容: 1.学习自动功率控制电路的工作原理 2.测量相关特征测试点的参数 三、实验仪器: 1.示波器。 2.光纤通信实验系统。 3.光功率计。 4.万用表。 5.FC/PC 型光纤跳线2根。 四、实验原理: 激光器输出光功率与温度和老化效应密切相关。保持激光器输出光功率稳定,可以用光反馈来自动调整偏置电流,电路如下图所示: 1 A 3 A 2 A B I

首先,PIN管监测背向光功率,经检出的光电流由A1放大,送入比较器A3的反向输入端,输入的数字信号和直流参考信号经A2比较放大,接到的A3同相输入端。A3和VT3组成恒流源,给激光器加上偏置电流IB的大小,其中信号参考电压是防止控制电路在无输入信号或长连“0”时,使偏流自动上升。这种电路在10°C~50°C温度范围内功率不稳定度ΔP/P可小于5%。 五、实验步骤: 1.关闭系统电源。按以下方式用连信号连接导线连接: 数字信号模块(数字信号输出一)P300—P100 1310数字光发模块 (数字光发信号输 入) 2.用光纤跳线连接1310nm光发模块和光功率计。 3.将1310nm光发模块的J100,两位都调到ON状态。 4.将1310nm光发模块的J101设置为“数字”。 5.打开系统电源,将数字信源模块第一路的拨码开关U311全拨到OFF状态。这时输入到1310nm数字光发模块的信号始终为“1”。 6.用万用表测量R124两端的电压。测量方法:先将万用表打到20V直流电 压档。然后,将红表笔插入1310nm数字发光模块的台阶插座TP101黑表笔插入TP102。读出万用表的读数U1,代入公式I1= U1/ R124(R124=51Ω)可得此时 自动光功率控制所补偿的电流。观察此时光功率计的读数P1。然后,将1310nm 的拨码开关的右边一位拨到OFF状态,记下光功率计的读数P2。 7.调整手调电位器RP100改变光功率的大小,再重复实验步骤5,将测的实 验数据填入下表。 8.关闭系统电源,拆除实验导线。将各实验仪器摆放整齐。 六、实验结果和心得: 1 2 3 4 5 6 7 16.31dB 16.17dB 11.90dB 7.62dB 6.62dB 4.59dB 3.40dB 37.31dB 25.58dB 11.88dB 7.62dB 6.63dB 4.59dB 3.42dB 3.14mA 5.88mA 8.43mA 12.75mA 1 4.51mA 19.80mA 24.12mA

光通信实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除 光通信实验报告 篇一:光通信实验报告 信息与通信工程学院 光纤通信实验报告 班姓学 级:名:号: 班内序号:17 日 期:20XX年5月 一、oTDR的使用与测量 1、实验原理 oTDR使用瑞利散射和菲涅尔反射来表征光纤的特性。瑞利散射是由于光信号沿着光纤产生无规律的散射而形成。oTDR就测量回到oTDR端口的一部分散射光。这些背向散射信号就表明了由光纤而导致的衰减(损耗/距离)程度。形成的轨迹是一条向下的曲线,它说明了背向散射的功率不断减小,这是由于经过一段距离的传输后发射和背向散射的信

号都有所损耗。 给定了光纤参数后,瑞利散射的功率就可以标明出来,如果波长已知,它就与信号的脉冲宽度成比例:脉冲宽度越长,背向散射功率就越强。瑞利散射的功率还与发射信号的波长有关,波长较短则功率较强。也就是说用1310nm信号产生的轨迹会比1550nm信号所产生的轨迹的瑞利背向散射要高。 在高波长区(超过1500nm),瑞利散射会持续减小,但另外一个叫红外线衰减(或吸收)的现象会出现,增加并导致了全部衰减值的增大。因此,1550nm是最低的衰减波长;这也说明了为什么它是作为长距离通信的波长。很自然,这些现象也会影响到oTDR。作为1550nm波长的oTDR,它也具有低的衰减性能,因此可以进行长距离的测试。而作为高衰减的1310nm或1625nm波长,oTDR的测试距离就必然受到限制,因为测试设备需要在oTDR轨迹中测出一个尖锋,而且这个尖锋的尾端会快速地落入到噪音中。 菲涅尔反射是离散的反射,它是由整条光纤中的个别点而引起的,这些点是由造成反向系数改变的因素组成,例如玻璃与空气的间隙。在这些点上,会有很强的背向散射光被反射回来。因此,oTDR就是利用菲涅尔反射的信息来定位连接点,光纤终端或断点。 oTDR的工作原理就类似于一个雷达。它先对光纤发出一

光纤通信试题汇总

1.光纤通信一般采用的电磁波波段为( )。 A. 可见光 B. 红外光 C. 紫外光 D. 毫米波 2.目前光纤通信三个实用的低损耗工作窗口是( )。 A.0.85 μm,1.27 μm,1.31 μm B.0.85 μm,1.27 μm,1.55 μm C.0.85 μm,1.31 μm,1.55 μm D.1.05 μm,1.31 μm,1.27 μm 3.限制光纤传输容量(积)的两个基本因素是( )和光纤色散。A.光纤色散B.光纤折射 C.光纤带宽D.光纤损耗 4.一光纤的模色散为20,如果一瞬时光脉冲(脉冲宽度趋近于0) 在此光纤中传输8,则输出端的脉冲宽度为( ) A.20 B.40 C.80 D.160 5.下列说法正确的是( ) A.为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须等于纤芯的折射率 B.为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须大于纤芯的折射率 C.为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须小于纤芯的折射率 D.为了使光波在纤芯中传输,包层的折射率必须大于涂层的折

射率 6.对于工作波长为1.31μm的阶跃折射率单模光纤,纤芯折射率 为1.5,包层折射率为1.003(空气),纤芯直径的最大允许值为()。 A.0.34μm B.0.90μm C.3.0μm D.4.8μm 7.在阶跃型光纤中,导波的传输条件为( ) A.V>0 B.V> C.V>2.405 D.V< 8.下列现象是光纤色散造成的,是()。 A.光散射出光纤侧面 B.随距离的增加,信号脉冲不断 展宽 C.随距离的增加,信号脉冲收缩变窄 D.信号脉冲衰减 9.将光限制在有包层的光纤纤芯中的作用原理是()。 A.折射 B.在包层折射边界上的全内反 射 C.纤芯—包层界面上的全内反射 D.光纤塑料涂覆层的反射 10.1的光向光纤耦合时,耦合损耗为1.0,而在光纤输出端需要 0.1的信号,则在衰减为0.5的光纤中,可以将信号传输多 远?()。 A.1.8 B.10 C.18 D.20

光纤通信实验报告汇总

南京工程学院 通信工程学院 实验报告 课程名称光纤通信_________ 实验项目名称光纤通信实验_______ 实验学生班级通信(卓越)131_____ 实验学生姓名吴振飞_____ _____ 实验学生学号 208130429_________ 实验时间2016.6.15___ 实验地点信息楼C413_______ 实验成绩评定 ______________________ 指导教师签字 ______________________ 2016年 6月 19日

目录 实验一半导体激光器P-I特性测试实验 (1) 一、实验目的 (1) 二、实验仪器 (1) 三、实验原理 (1) 四、实验内容 (2) 五、实验步骤 (2) 六、注意事项 (2) 七、思考题 (3) 实验二光电探测器特性测试实验 (3) 一、实验目的 (3) 二、实验仪器 (3) 三、实验原理 (3) 四、实验内容 (4) 五、实验步骤 (4) 六、注意事项 (4) 实验三电话光纤传输系统实验 (4) 一、实验目的 (4) 二、实验内容 (5) 三、预备知识 (5) 四、实验仪器 (5) 五、实验原理 (5) 六、注意事项 (6) 七、实验步骤 (6) 九、思考题 (6)

实验一半导体激光器P-I特性测试实验 一、实验目的 学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理;了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系;掌握半导体激光器 P(平均发送光功率) -I(注入电流) 曲线的测试方法。 二、实验仪器 1、ZYE4301G 型光纤通信原理实验箱 1 台 2、光功率计1 台 3、FC/PC-FC/PC 单模光跳线 1 根 4、万用表(自带) 1 台 5、连接导线 20 根 三、实验原理 半导体激光二极管(LD) 或简称半导体激光器,它通过受激辐射发光,(处于高能级E2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子,而跃迁到低能级E1,这个过程称为光的受激辐射,所谓一模一样,是指发射光子和感应光子不仅频率相同,而且相位、偏振方向和传播方向都相同,它和感应光子是相干的。) 是一种阈值器件。由于受激辐射与自发辐射的本质不同,导致了半导体激光器不仅能产生高功率(≥10mW) 辐射,而且输出光发散角窄(垂直发散角为 30~50°,水平发散角为 0~30° ),与单模光纤的耦合效率高(约 30%~50%),辐射光谱线窄(Δλ =0.1~1.0nm),适用于高比特工作,载流子复合寿命短,能进行高速信号(>20GHz) 直接调制,非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。 对于线性度良好的半导体激光器,其输出功率可以表示为ηω (1-1) Pe=)(2thDIIq ?η其中intintaaamirmirD+=ηη,这里的量子效率ηint,表征注入电子通过受激辐射转化为光子的比例。在高于阈值区域,大多数半导体激光器的ηint接近于 1。 1-1 式表明,激光输出功率决定于内量子效率和光腔损耗,并随着电流而增大,当注入电流I>Ith时,输出功率与I成线性关系。其增大的速率即P-I曲线的斜率,称为斜率效率 dPη2DeqdIηω= (1-2) P-I特性是选择半导体激光器的重要依据。在选择时,应选阈值电流Ith尽可能小, Ith对应P值小,而且没有扭折点的半导体激光器,这样的激光器工作电流小,工作稳定性高,而且不易产生光信号失真。并且要求P-I曲线的斜率适当。斜率太小,则要求驱动信号太大,给驱动电路带来麻烦; 斜率太大,则会出现光反射噪声及使自动光功率控制环路调整困难。半导体激光器具有高功率密度和极高量子效率的特点,微小的电流变化会导致光功率输出变化,是光纤通信中最重要的一种光源,半导体激光器可以看作为一种光学振荡器,要形成光的振荡,就必须要有光放大机制,也即激活介质处于粒子数反转分布,而且产生的增益足以抵消所有的损耗。将开始出现净增益的条件称为阈值条件。一般用注入电流值来标定阈值条件,也即阈值电流Ith,当输入电流小于Ith时,其输出光为非相干的荧光,类似于LED发出的光,当电流大于Ith

光纤通信期末试题

光纤通信期中考试试题(简答) (开卷90分钟内完成,1~5题每题6分,6~15题每题7分,共100分) 1、光纤的结构分别由哪三部分构成,各部分作用是什么? 光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成。 其中纤芯:纤芯位于光纤的中心部位。直径d 1=4μm ~50μm ,单模光纤的纤芯为4μm ~10μm ,多模光纤的纤芯为50μm 。纤芯的成分是高纯度SiO2,作用是提高纤芯对光的折射率(n 1),以传输光信号。包层:包层位于纤芯的周围。 直径d 2=125μm ,其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO 2。略低于纤芯的折射率,即n 1>n 2,它使得光信号封闭在纤芯中传输。涂覆层:光纤的最外层为涂覆层,包括一次涂覆层,缓冲层和二次涂覆层。 涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤,同时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性,起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤其外径约1.5mm 。 2、光缆的结构分别由哪三部分构成,各部分作用是什么? 光缆由缆芯、护层和加强芯组成。 其中缆芯就是套塑光纤,护层对已成缆的光纤芯线起保护作用,避免受外界机械力和环境损坏。护层可分为内护层和外护层。内护层用来防潮。外护层起抗侧压、耐磨、抗紫外线、防湿作用,隔离外界的不良影响。加强芯主要承受敷设安装时所加的外力。 3、光纤的三个传输窗口是什么?光纤中的导波属于TM/TE/TEM/近似TEM 波? 0.85μm 、1.31μm 、1.55μm 。 光纤中得电磁场近似为横电磁波(TEM 波) 4、什么是归一化频率V ,V 取值多少时光纤单模传输?什么叫光纤的截止波长? 光纤的归一化频率V 012/1/)2(2λαπn ?=是一个综合性参数,与光纤的结构参数(纤芯的折射率n1、半径a 、折射率相对差△)和工作波长λ0有关。其数值大小决定了弱波导光纤中电磁场的分布和传输情况。 光纤单模传输的条件是0

三坐标实验报告

研究生实验报告项目名称:三坐标测量实验报告 姓名: 学号: 指导老师: 专业: 2013年11月15日

一、实验要求 1.根据实验室的三坐标测量仪和待测模型确定测量方案; 2. 与几何模型进行比较,分析误差; 3.对模型的几何要素尺寸和误差进行检测; 4.最终绘出模型的三维视图并出图; 二、实验设备 MISTRAL070705三坐标测量机,带有PC-DMIS软件的PC,电源,空压机,冷干机,空气过滤器。 三、实验方案 1.确定零件的具体结构: ①确定各几何元素所需测出的参数 测量零件的大致轮廓为方形,主要几何元素为平面、圆柱、圆柱孔和阶梯孔。因此可以选择测量件的三个垂直面建立空间直角坐标系。需要测量的主要位置误差元素为同轴度。 ②测头标定 测量元素包括垂直方向的圆柱及水平方向的圆柱,因此需要标定垂直方向与水平面四个方向。 ③根据零件确定测量基准 选定模型的1,2,3面为坐标系的三个基准面建立直角坐标系,并以1,2,3面作为测量基准, 2.空间坐标系的建立 面1的法线方向为X轴方向,面2的法线为Y轴方向,选定方形轮廓上平面一角为原点,并根据X轴、Y轴确定Z轴方向。如下图 图1 坐标系的确定

3.测量方案 调用自动测量程序,给定步长,根据平面的高度差,给定适合的补偿参数,然后测量面上选定的一定范围内的一系列坐标,通过与数据模型进行比较,判断相似度。 四、实验方法和步骤 1.开机 首先打开空气压缩机储气罐排水阀排水,然后依次开启空压机、冷干机和测量机气源,检查气压是否在0.4~0.5Mpa范围之内,如果不在此范围内则可通过气源调节阀调节。再依次接通交流稳压电源、UPS电源、控制系统电源和计算机电源,启动PC-DMIS测量程序,屏幕出现如图2初始页面 图2 PC-DMIS初始界面 图3 打开测量零件程序窗口

光纤通信实验报告2012301200003

武汉大学电工电子信息学院实验报告 电子信息学院通信工程专业2015年 9 月17日 实验名称光纤通信的光传输指导教师易本顺 姓名徐佑宇年级2012级学号2012301200003成绩 一、预习部分 1.实验目的 2.实验基本原理 3.主要仪器设备(含必要的元器件、工具) 一、实验目的 1、通过光传输系统课程设计使学生熟悉常见的几种传输网络的特点及应用场 合; 2、了解ZXMP S325的具体硬件结构,加深对于光传输的理解; 3、掌握 ZXMP S325 的组网过程以及网管工具的使用,培养学生在传输组网工 程方面的实际应用技能。 二、实验设备 1、SDH设备:ZXMP S325; 2、实验用维护终端 三、实验原理 SDH技术是目前通信网络的主流技术,它以其突出的技术优势为网络提供优质、高效、可靠的通信业务,能够满足带宽数据及图像视频等多业务的传输需求,自愈功能强。 1、光传输原理及优势 SDH 全称同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy), SDH 规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型特性,提供了一个国际支持框架,在此基础上发展并建成了一种灵活、可靠、便于管理的世界电信传输网。这种传输网易于扩展,适于新电信业务的开展,并且使不同厂家生产的设备互通成为可能,这正是网络建设者长期以来追求的目标。 其优势主要体现在以下几个方面: (1)接口方面 ·电接口:STM-1是SDH的第一个等级,又叫基本传输模块,比特率为155.520Mb/s,STM-N是SDH第N个等级的同步传送模块,比特率是STM-1的N倍(N=4n=1,4,16...)·光接口:仅对电信号扰码,光口信号码型是加扰的NRZ码,采用世界统一的7级扰码。 (2)复用方式 低速SDH信号以字节间插方式复用进高速SDH帧结构中,位置均匀、有规律,是可预见的

本科光纤通信试题答案(卷一)

1) 为了得到较高的信噪比,对光接收机中的前置放大器的要求是______。 A. 高增益 B. 低噪声 C. 低增益、低噪声 D. 高增益、低噪声 2) 对于半导体激光器,当外加正向电流达到某一值时,输出光功率将急剧增加,这时输出 的光为______,这个电流称为______电流。 A. 自发辐射光,阈值 B. 自发辐射光,阀值 C. 激光,阈值 D. 激光,阀值 3) SDH线路码型一律采用______。 A. HDB3码 B. AIM码 C. NRZ码 D. NRZ码加扰码 4) 在SiO2单模光纤中,材料色散与波导色散互相抵消,总色散等于零时的光波长是______。 A. 0.85 μm B. 1.05 μm C. 1.27 μm D. 1.31 μm 5) 在阶跃型光纤中,导波的传输条件为______。 A. V>0 B. V>Vc C. V>2.40483 D. V<Vc 6) DFA光纤放大器作为光中继器使用时,其主要作用是______。 A. 使信号放大并再生 B. 使信号再生 C. 使信号放大 D. 降低信号的噪声 7) 目前,掺铒光纤放大器的小信号增益最高可达______。 A. 40 dB左右 B. 30 dB左右 C. 20 dB左右 D. 10 dB左右 8) 对于2.048 Mb/s的数字信号,1 UI的抖动对应的时间为______。 A. 488 ns B. 2048 ns C. 488 μs D. 2048 μs 9) 通常,影响光接收机灵敏度的主要因素是______。 A. 光纤色散 B. 噪声 C. 光纤衰减 D. 光缆线路长度 10) 在薄膜波导中,导波的基模是______。 A. TE0 B. TM0 C. TE1 D. TM1 2. 写出下列缩写的中文全称(共10分,每题1分) 1)GVD (群速度色散) 2)STS (同步转移信号) 3)ISDN (综合业务数字网) 4)AWG (阵列波导光栅) 5)OC (光载波) 6)WGA (波导光栅路由器) 7)GIOF (渐变折射率分布) 8)OTDM (光时分复用) 9)SCM副载波调制(SCM,Subcarrier modulation)。首先用信息信号调制一个比基带信号最高频率高几倍的载波,然后用该载波信号再去调制光波。因为信号是用光波传输的,载波对光波而言只扮演着副载波的作用,所以这种技术就称为副载波调制。 10)DBR (分布布拉格反射) 2.OTDR光时域反射仪OTDR(Optical Time Domain Reflectometer).OTDR是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表。 3.光孤子通信 光孤子通信是一种全光非线性通信方案,其基本原理是光纤折射率的非线性(自相位调制)效应导致对光脉冲的压缩可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡,在一定条件(光纤的反常色散区及脉冲光功率密度足够大)下,光孤子能够长距离不变形地(在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变)在光纤中传输。 4.粒子数反转分布 在热平衡状态下,粒子数按能态的分布遵循玻耳兹曼分布律:处于高能态的原子数N2总是远少于处于低能态的原子数N1(N1 >> N2),并且能级间距越大,两能级上原子数的这种

(完整word版)三坐标测量机检测实验报告

专业及班级:姓名:学号: 实验二:三坐标测量机检测 一、实验目的:通过观察三坐标测量机的检测过程,分析检测的基本原理,掌握三坐标测量机的日常操作过程。 二、实验设备:西安爱德华MQ686三坐标测量仪及其辅助设备。 设备简介:机械整体结构采用刚性结构好、质量轻的全封闭框架移动桥式结构。其结构简单、紧凑、承载能力大、运动性能好。 固定优质花岗岩工作台:具有承载能力强、装卸空间宽阔、便捷的功能。 Y向导轨:采用燕尾式,定位精度高,稳定性能好。 三轴采用优质花岗岩,热膨胀系数小,三轴具有相同的温度特性,因而具有良好的温度稳定性、抗实效变形能力,刚性好、动态几何误差变形小。 三轴均采用自洁式预载荷高精度空气轴承组成的静压气浮式导轨,轴承跨距大,抗角摆能力强,阻力小、无磨损、运动更平稳。 横梁采用精密斜梁设计技术(已获专利),重量轻、重心低、刚性强,动态误差小,确保了机器的稳定。 Z轴采用气缸平衡装置,极大的提高了Z轴的定位精度及稳定性。控制系统采用德国知名的SB专用三坐标数控系统,具有国际先进的上下位机式的双计算机系统,从而极大地提高系统的可靠性和抗干扰能力,降低了维护成本。 三、实验原理: 三坐标测量机:由三个运动导轨,按笛卡尔坐标系组成的具有测量功能的测量仪器,称为三坐标测量机,并且由计算机来分析处理数据(也可由计算机控制,实现全自动测量),是一种复杂程度很高的计量设备。三坐标测量机是一种高效、新颖的精密测量仪器。它广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、航空工业 等各领域。 分类: 按其精度分为两大类: 计量型:(UMM)1.5 μm+2L/1000 一般放在有恒温条件的计量室内, 用于精密测量分辨率为0.5μm,1或2μm,也有达0.2μm的; 生产型:(CMM)一般放在生产车间,用于生产过程的检测,并可进行末道工序的精加工,分辨率为5μm或10μm,小型生产测量机也有1μm或2μm的。 按结构分为:悬臂式、龙门式、桥式、铣床式 按控制方式分为:手动式、自控式

光纤通信实验报告

光纤通信实验报告 班级:14050Z01 姓名:李傲 学号:1405024239

实验一光发射机的设计 一般光发送机由以下三个部分组成: 1)光源(Optical Source):一般为LED和LD。 2)脉冲驱动电路(Electrical Pulse Generator):提供数字量或模拟量的电信号。 3)光调制器(Optical Modulator):将电信号(数字或模拟量)“加载”到光波上。以 光源和调制器的关系来看,分为光源的内调制(图1.1)和光源的外调制(图1.2)。 采用外调制器,让调制信息加到光源的直流输出上,可获得更好的调制特性、更好的调制速率。目前常采用的外调制方法为晶体的电光、声光及磁光效应。图1.2的结构中,光源为频率193.1Thz 的激光二极管,同时我们使用一个Pseudo-Random Bit Sequence Generator模拟所需的数字信号序列,经过一个NRZ脉冲发生器(None-Return-to-Zero Generator)转换为所需要的电脉冲信号,该信号通过一个Mach-Zehnder调制器,通过电光效应加载到光波上,成为最后入纤所需的载有“信息”的光信号。 图1.1内调制光发射机图1.2外调制光发射机 对于直接强度调制状态下的单纵模激光器,其载流子浓度的变化是随注入电流的变化而变化。这样使有源区的折射率指数发生变化,从而导致激光器谐振腔的光通路长度相应变化,结果致使振荡波长随时间偏移,导致所谓的啁啾现象。啁啾是高速光通讯系统中一个十分重要的物理量,因为它对整个系统的传输距离和传输质量都有关键的影响。 内容:铌酸锂(LiNbO3)型Mach-Zehnder调制器中的啁啾(Chirp)分析 1设计目的 对铌酸锂Mach-Zehnder调制器中的外加电压和调制器输出信号啁啾量的关系进行模拟和分析,从而决定具体应用中MZ调制器的外置偏压的分布和大小。 2设计布局图 外调制器由于激光光源处于窄带稳频模式,可以降低或者消除系统的啁啾量。典型的外调制器是由铌酸锂(LiNO3)晶体构成。本设计中,通过对该晶体外加电压的分析调整而最终减少该光发送机中的啁啾量,其模型的设计布局图如图1.3所示。

光纤通信试题

光纤通信试题

1、为什么说1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑? 2、电缆通信和微波通信的载波是电波,光纤通信的载波是光波。虽然光波和电波都是电磁波,但是频率差别很大。画出电波和光波的频率、波长分配示意图。 3、光纤通信的优点有哪些?

4、光发射机的功能是什么? 光发射机的功能是把输入电信号转换为光信号,并用辗合技术把光信号最大眼度地注入光纤线路。光发射机由光源、驱动器和调制器组成,光源是光发射帆的核心。光发射机的性能基本上取决于光源的持性,对光源的要求是输出光功率足够大,调制频率足够高,谱线宽度和光束发散角尽可能小,输出功率相波长稳定,器件寿命长。 5、目前光纤通信中广泛使用的光源有哪些? 半导体发光二极管(LED)和半导体激光二极管(或称激光器)(LD),以及谱线宽度很小的动态单纵模分布反馈(DFB)激光器。有些场合也使用固体激光器。 6、直接调制和间接调制(或称外调制)光发射机的性能差别如何? 直接调制是用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流,使输出光随电信号变化而实现的。这种方案技术简单,成本较低,容易实现,但调制速率受激光器的频率特性所限制。外调制是把激光的产生和调制分开,用独立的调制器调制激光器的输出光而实现的。目前有多种调制器可供选择,最常用的是电光调制器。这种调制器是利用电信号改变电光晶体的折射宰,使通过调制器的光参数随电信号变化而实现调制的。外调制的优点是调制速率高,缺点是技术复杂,成本较高,因此只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。 7、目前广泛使用的光检测器有哪两种类型?简述它们的性能差别。 在半导体PN结中加入本征层的PIN光电二极管(PIN—PD)和雪崩光电二极管(APD)。 8、数字光纤通信系统与模拟光纤通信系统相比具有哪些优点 ①抗干扰能力强,传输质量好。在模拟通信系统中,噪声叠加在信号上,两者很难分开,放大时噪声和信号一起放大,不能改善因传输而劣化的信噪比。数字光纤通信采用二进制信号,信息不包含在脉冲波形中,而由脉冲的“有”和“无”表示。因此,一般噪声不影响传输质量,只有在抽样和判决过程中,当噪声超

机器视觉实验报告

机器视觉实验报告

目录 一实验名称 (2) 二试验设备 (2) 三实验目的 (2) 四实验内容及工作原理 (2) (一)kinect for windows (2) (二)手持式自定位三维激光扫描仪 (3) (三)柔性三坐标测量仪 (9) (四)双面结构光 (10) 总结与展望 (14) 参考文献 (16)

《机器视觉》实验报告 一、实验名称 对kinect for windows、三维激光扫描仪、柔性三坐标测量仪和双面结构光等设备结构功能的认识。 二、实验设备 kinect for windows、三维激光扫描仪、柔性三坐标测量仪、双面结构光。 三、实验目的 让同学们对机器视觉平时所使用的仪器设备以及机器视觉在实际运用中的具体实现过程有一定的了解。熟悉各种设备的结构功能和操作方法,以便于进行二次开发。其次,深化同学们对机器视觉系统的认识,拓宽同学们的知识面,以便于同学们后续的学习。 四、实验内容及工作原理 (一)kinect for windows 1.Kinect简介 Kinectfor Xbox 360,简称Kinect,是由微软开发,应用于Xbox 360 主机的周边设备。它让玩家不需要手持或踩踏控制器,而是使用语音指令或手势来操作Xbox360 的系统界面。它也能捕捉玩家全身上下的动作,用身体来进行游戏,带给玩家“免控制器的游戏与娱乐体验”。2012年2月1日,微软正式发布面向Windows系统的Kinect版本“Kinect for Windows”。 2.硬件组成 Kinect有三个镜头[1],如图1-1所示。中间的镜头是RGB 彩色摄影机,用来采集彩色图像。左右两边镜头则分别为红外线发射器和红外线CMOS 摄影机所构成的3D结构光深度感应器,用来采集深度数据(场景中物体到摄像头的距离)。彩色摄像头最大支持1280*960分辨率成像,红外摄像头最大支持640*480成像。Kinect还搭配了追焦技术,底座马达会随着对焦物体移动跟着转动。Kinect也内建阵列式麦克风,由四个麦克风同时收音,比对后消除杂音,并通过其采集声音进行语音识别和声源定位[2][3]。

光纤通信实验报告全

光纤通信实验报告 实验1.1 了解和掌握了光纤的结构、分类和特性参数,能够快速准确的区分单模或者多模类型的光纤。 实验1.2 1.关闭系统电源,将光跳线分别连接TX1550、RX1550两法兰接口(选择工作波长为 1550nm的光信道),注意收集好器件的防尘帽。 2.打开系统电源,液晶菜单选择“码型变换实验—CMI码PN”。确认,即在P101铆孔 输出32KHZ的15位m序列。 3.示波器测试P101铆孔波形,确认有相应的波形输出。 4.用信号连接线连接P101、P203两铆孔,示波器A通道测试TX1550测试点,确认有 相应的波形输出,调节 W205 即改变送入光发端机信号(TX1550)幅度,最大不超 过5V。即将m序列电信号送入1550nm光发端机,并转换成光信号从TX1550法兰接 口输出。 5.示波器B通道测试光收端机输出电信号的P204试点,看是否有与TX1550测试点一 样或类似的信号波形。 6.按“返回”键,选择“码型变换实验—CMI码设置”并确认。改变SW101拨码器 设置(往上为1,往下为0),以同样的方法测试,验证P204和TX1550测试点波 形是否跟着变化。

7.轻轻拧下TX1550或RX1550法兰接口的光跳线,观测P204测试点的示波器B通道是否还有信号波形?重新接好,此时是否出现信号波形。 8.以上实验都是在同一台实验箱上自环测试,如果要求两实验箱间进行双工通信,如何设计连接关系,设计出实验方案,并进行实验。 9.关闭系统电源,拆除各光器件并套好防尘帽。 实验2.1 1.关闭系统电源,按照图 2.1.1将1550nm光发射端机的TX1550法兰接口、FC-FC单模 尾纤、光功率计连接好(TX1550通过尾纤接到光功率计),注意收集好器件的防尘帽。2.打开系统电源,液晶菜单选择“码型变换实验-- CMI码设置” 确认,即在P101铆 孔输出32KHZ的SW101拨码器设置的8比特周期性序列,如10001000。 3.示波器测试P101铆孔波形,确认有相应的波形输出。

光纤通信试题与答案

一、填空题(每空格0.5分,40空格共20分) 1、光纤通信系统按光纤的模式可分为_______和_______通信系统。 答案:单模光纤、多模光纤 2、光纤通信是以_______为载频,以_______为传输媒质的一种通信方式。 答案:光波、光导纤维 3、本地传输网采用的主要传送技术有_______、_______、_______等。 答案:SDH、PDH、微波 4、对于4 节点STM-4 二纤环,若为双向复用段倒环,环的最大可保护的业务容量为_______ 个E1 信号。 答案:504 5、传输设备使用标称电压________伏。 答案:–48V 6、传输设备接地应该_____极接地。 答案:正(或+) 7、STM-N 帧中再生段DCC 的传输速率为_____;复用段DCC 的传输速率为_____。 答案:192kb/s、576kb/s 8、在主从同步数字网中,从站时钟通常有_____、_____、_____三种工作模式。 答案:锁定上级时钟模式、保持模式、自由振荡模式。 9、SDH的四种开销分别是:(再生段)开销、(复用段)开销、(高阶通道)开销、(低阶通道)开销。 10、目前联通本地网广泛使用光纤的种类为(G.652)常规单模光纤,在1550nm

处实际的衰减为(≤0.3)dB/km。G.655光纤为(非零色散)光纤,将零色散点移到(1570)nm附近,适用开通DWDM系统。 11、根据维护过程中不同阶段的不同要求。维护限值可分为四种为(投入业务)限值、(维护)限值、(修复)限值、(不可接受退出业务和恢复业务)限值。 12、4、SDH网络管理结构目前实际运用可以分为(网元层NE)(网元管理层EM)(网络管理层NM)三层。 13、SDH系统的VC-12通道的在线监测采用的方式是(BIP-2)。 14、在SDH传输系统中,指针的调整会引起(抖动)。 15、应用G.652光纤,局内或短距离通信宜选用(1310 nm)波长,长距离通信宜选用(1550 nm)波长。 16、2Mb/s 速率DDF连接器有(75/75欧姆)不平衡式和(120/1120欧姆)平衡式两种类型。 17、某光接口的类型为S-4.1,其含义为(短距离,速率为622Mb/s,传输光波长为1310nm,G652光纤)。 18、2Mbit/s速率通信电缆的允许哀耗dB, 参考答案:6dB。 19、计算中继电缆的允许传输长度公式。 参考答案: 电缆衰减常数架的插入损耗 电缆衰减- 设备端到端之间的允许DDF; 20、应用G.652光纤,局内或短距离通信宜选用nm工作波长,长距离通信宜选用nm工作波长。 参考答案:1310nm、1550nm。

光纤通信实验报告

一、实验目的 1.了解数字光发端机平均输出光功率的指标要求 2.掌握数字光发端机平均输出光功率的测试方法 3.了解数字光发端机的消光比的指标要求 4.掌握数字光发端机的消光比的测试方法 二、实验仪器 1.ZYE4301G型光纤通信原理实验箱1台 2.光功率计1台 3.FC/PC-FC/PC单模光跳线1根 4.示波器1台 5.850nm光发端机1个 6.ST/PC-FC/PC多模光跳线1根 三、实验原理 四、实验内容 1.测试数字光发端机的平均光功率 2.测试数字光发端机的消光比 3.比较驱动电流的不同对平均光功率和消光比的影响 五、实验步骤 A、1550nm数字光发端机平均光功率及消光比测试 1.伪随机码的产生:伪随机码由CPLD下载模块产生,请参看系统简介中的CPLD下载模块。将PCM编译码模块的4.096MH Z时钟信号输出端T661与CPLD下载模块的NRZ信号产生电路的信号输入端T983连接,NRZ信号输出端T980将产生4M速率24-1位的伪随机信号,用示波器观测此信号。将此信号与1550nm光发模块输入端T151连接,作为信号源接入1550nm光发端机。 2.用FC-FC光纤跳线将光发端机的输出端1550T与光功率计连接,形成平均光功率测试系统,调整光功率计,使适合测1550nm信号。 3.用K60、K90和K15接通PCM编译码模块、CPLD模块和光发模块的电源。 4.用光功率计测量此时光发端机的光功率,即为光发端机的平均光功率。 5.测消光比用数字信号源模块输出的NRZ码作为信号源。用K60接通电源,用用示波器从T504观测此信号,将K511接1、2或2、3可观测到速率的变化,将此信号接到T151,作为伪随机信号接入光发端机。 6.用数字信号源模块的K501、K502、K503将数字信号拨为全“1”,测得此时光功率为P1,将数字信号拨为全“0”,测得此时光功率为P0。 7.将P1,P0代入公式2-1式即得1550nm数字光纤传输系统消光比。 B、1310nm数字发端机平均光功率及消光比测试 8.信号源仍用4M速率24-1位的伪随机信号,与1310nm光发模块输入端T101连接。 9.用FC-FC光纤跳线将1310nm光发模块输出端1310T与光功率计连接,形成平均光功率测试系统,调整光功率计,使适合测1310nm信号。 10.将BM1拨至数字,BM2拨至1310nm。 11.接通PCM编译码模块、CPLD模块和1310nm光发模块(用K10)的电源。 12.用万用表在T103和T104监控R110(阻值为1Ω)两端电压,调节电位器W101,使半导体激光器驱动电流为额定值25mA。 13.用光功率计测量此时光发端机的光功率,即为光发端机的平均光功率。 14.测消光比用数字信号源模块输出的NRZ码作为信号源,请参看系统简介中的数字信号源模块部分。用示波器从T504观测此信号,连接T504与T101,将数字信号拨为全“1”,测得此时光功率为P1,将数字信号拨为全“0”,测得此时光功率为P0。

光纤通信实验报告

OptiSystem实验 一、OptiSystem简介 OptiSystem是一款创新的光通讯系统模拟软件包,它集设计、测试和优化各种类型宽带光网络物理层的虚拟光连接等功能于一身,从长距离通讯系统到LANS 和MANS都适用。OptiSystem有一个基于实际光纤通讯系统模型的系统级模拟器,并具有强大的模拟环境和真实的器件和系统的分级定义。它的性能可以通过附加的用户器件库和完整的界面进行扩展,从而成为一系列广泛使用的工具。全面的图形用户界面提供光子器件设计、器件模型和演示。丰富的有源和无源器件库,包括实际的、波长相关的参数。参数扫描和优化允许用户研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。OptiSystem满足了急速发展的光子市场对于一个强有力而易于使用的光系统设计工具的需求,深受系统设计者、光通信工程师、研究人员的青睐。 OptiSystem软件允许对物理层任何类型的虚拟光连接和宽带光网络的分析,从远距离通讯到MANS和LANS都适用。它可广泛应用下列场合: 1.物理层的器件级到系统级的光通讯系统设计; 2.CATV或者TDM?WDM网络设计; 3.SONET?SDH的环形设计; 4.传输装置、信道、放大器和接收器的设计; 5.色散图设计; 6.不同接受模式下误码率(BER)和系统代价(Penalty)的评估; 7.放大系统的BER和连接预算计算。 实验1 OptiSystem快速入门:以“激光外调制”为例 一、实验目的 1、掌握软件的简单操作 2、了解软件的元件库 3、掌握建立新的project(新的工作界面) 4、掌握搭建系统:将元件从元件库中拖入project、连线、搭建系统 5、掌握设置参数 6、掌握软件的运行、观察结果、导出数据 二、实验过程 1.建立一个新文件。(File>New) 2.将光学器件从数据库里拖入主窗口进行布局. 3.光标移至有锁链图标出现时,进行连线。(如图1所示) 4.设置连续波激光器参数。 (1)点击frequency>mode, 出现下拉菜单,选中script。 (2)在value中输入数据并作评估。 (3)点击单位,选择“THZ”,点击OK 回主窗口。(如图2所示)

先进制造技术实验报告

题目:先进制造技术实验 学院:工学部_____ 学号:__ 姓名:_____ 班级: 13机工__ 指导教师:李庆梅_____ 日期: 2016年5月28日

实验一 三坐标机测量 一、实验目的 通过三坐标测量机的演示性实验,了解三坐标测量机在先进制造工艺技术中所起的作用。 二、实验要求 (1)了解三坐标测量机的组成; (2)了解三坐标测量机的测量原理; (3)了解反求工程的概念。 三、实验原理及设备 图1为Discovery Ⅱ D-8 型桥式三坐标测量机外形图,三坐标测量机的三组导轨相互垂直,形成了 X,Y,Z 三个运动轴,各方向的行程分别由高分辨率精密光栅尺测量,从而组成了机器的空间直角坐标系统,原点位于测量机左前上方。测量工件时,探头(测头)相对坐标系运动,用它来探测处于坐标系内的任 何待测工件表面,即可确定该测点的空间坐标值, 经计算机采集 得到测点数据,按程序规定的要求探测若干点后, 计算机即可对采样数据进行处理,从中计算出被测几何要素的尺寸、形状误差和 在坐标系中的位置, 在对若干要素探测后, 计算机可根据不同的测量要求计算出这些几何要素间的位置尺寸和位置误差。 Discovery Ⅱ D-8 型三坐标测量机配有MeasureMax+(Version 6.4)测量软件,该软件功能强大,内容丰富,整个测量操作过程可由计算机控制自动完成,也可以由操纵杆(见图2.)配合计算机完成部分手动操作。

图2 操作杆四、实验步骤 图3 测量操作流程

实验二快速原型制造 一、实验目的 目前快速原形制造技术已成为各国制造科学研究的前沿学科和研究焦点。通过快速成型机演示性实验,了解快速原型制造在先进制造工艺技术中所起的作用。 二、实验要求 (1)了解快速成型机的组成; (2)了解快速成型机的实体成型原理; (3)通过参观实验室现有快速成型零件,了解快速原型制造的应用。 三、实验原理及设备 快速成形制造工艺采用离散/堆积成型原理成型,首先利用高性能的CAD软件设计出零件的三维曲面或实体模型;再根据工艺要求,按照一定的厚度在Z 向(或其它方向)对生成的CAD模型进行切面分层,将三维电子模型变成二维平面信息(离散过程),然后对层面信息进行工艺处理,选择加工参数,系统自动生成刀具移动轨迹和数控加工代码;并对加工过程进行仿真,确认数控代码的正确性;再利用数控装置精确控制激光束或其它工具的运动,在当前工作层(三维)上采用轮廓扫描,加工出适当的截面形状;将各分层加工的每个薄层自动粘接,最后直至整个零件加工完毕。可以看出,快速成形技术是个由三维转换成二维(软件离散化),再由二维到三维(材料堆积)的工作过程。 快速原形制造技术的主要工艺方法有光敏液相固化法LSA( Stero Lithography Apparatus),选区片层粘接法LOM(Laminated Object Manufacturing),选区激光烧结法SLS(Selective Laser Sintering)和熔丝沉积成型FDM(Fused Deposition Modeling)。本实验采用熔丝沉积成型FDM工艺方法进行快速原形制造,该方法使用ABA丝为原料,利用电加热方式将ABA丝熔化,由喷嘴喷到指定的位置固化。一层层地加工出零件,该方法设备简单,零件精度较高,污染小。 图1为结构图,它由喷头、喷咀、导杆、Z轴丝杆、Z工作台、成型材料盒、支撑材料盒、废料桶、显示面板(Prodigy Plus型机的控制面板在材料盒

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