利用光缆解决音频信号传输问题

1、利用光缆解决音频信号传输问题                        摘要：探讨了用光缆传输音频信号和光发射机的工作原理及其温 度、噪声的自动控制。 关键词：光发射机 光缆传输 信号质量  1前言濮阳人民广播电台播控中心与发射机房相距200多米，调频机房又与调幅发射机房相距7千多 米，给广播节目信号的传输带来了极大的不便。为了保证信

2、号安全优质地传输到发射机，几 年来，想尽了方法，均因故障率高、传输不佳而终止。1998年10月我台购置了1kW调频发射机和数字音频工作站，使我台首次实现了音频 信号由模拟向数字化的转变。由播控中心至发射机房的音频信号采用了音频电缆传输，但由 于距离远，信号衰减大，推动发射机困难，达不到技术标准，故又增加了音频放大器、调音 台等周边设备。但却出现了噪声问题，经过反复调试和配接，音质仍达不到预定效果。最后 ，在中控机房增加了50W小调频发射机，在发射机房增加了调频、调幅接收机，用 无线发射、无线接收的方法替代了音频电缆。但由于中间设备增多，故障率也就随着增高， 给人力和物力都造成了极大的浪费，停播

3、率也相对增高。近几年来，随着广播事业的不断发展，光缆传输系统以其频带宽、容量大、损耗小、抗干扰 能力强、非线性失真小、工作稳定、维护方便等优点，越来越多地在音频信号的传输中得到 应用。而光纤设备和光缆的成本也很低，无论从目前还是从长远来看，都是音频电缆无法 比拟的。光缆传输已经成为广播电视系统传输的主要手。2光纤线路在光传输网络中的根据传输设备的不同，光纤线路在光传输网络中主要有两种应用：一种为数字传输， 一般为PDH、SDH制式。PDH目前较少用于广播电视传输，多用于数据传输。SDH多用于组建干 线传输网，也是目前广电系统采用的传统模式。另一种为AM模拟传输，AM模拟有线电视光传 输系统又可

4、分为直接调制调幅和外调制调幅系统。直接调制调幅系统是半导体、激励器直接 光强度调制，将调频电信号转换成调幅光信号进行传输。(DFB)激励器，其光谱线窄、线性 好、输出功率高(可达十几mW)、光波长为1310nm，目前使用最多，适用于中短 距离传输。3光发送机上海广电集团生产的光发送机KD-50A型，其内部集成有光隔离器、热敏电阻、光功率监测及 控制所需的光电二极管，可以提供高线性、低噪声、高功率(最高达20mW)的激光 输出。热敏电阻电阻值为10k佟舛、激光器偏值静态输 入电流为100mA，负偏值电压范围为50V。光检测二极管(PD )阳极电流为1001 600霢。致冷器(TEC)正常温度为2

5、5。射频输入正极阻抗为25佟¤31DFB激励器DFB激励器的射频特性与器件的偏值电流关系很大。当偏值电流超过阈值时，光功率线性 增加，激励器的频率特性(如噪声频响失真)与光功率的平方根(或超过阈值的偏值电流) 成比例。光发射机中激光器的光输出功率非常稳定。激光器的阈值电流、偏值电流和光输出 功率都与激光器的工作温度有密切关系。激光器的内部发热都使其性能大大降低，因此， 光发送机的自动功率控制(APC)电路和自动温度控制(ATC)电路在保证光发送机正常工作中起 着非常重要的作用。32自动功率控制(APC)电路当激光器的偏值电流大于其阈值电流时，加到激励器中激光二 极管上的偏值电流与激光

6、器的输出功率基本上成正比的关系。LED是通过改变驱动电流来进 行直接调制的，因此，自动功率控制(APC)电路就是利用激光器内的光电检测二极管(PD)检 测激 光器的输出光功率，并根据光电二极管的输出电流产生一个电压，把它与预置的一个参考电 压进行比较，经过反馈控制电路驱动一个稳定的电流源，从而达到自动调节激光器的光输出 功率，保证激光器正常工作的目的。当光功率增大时，控制电路促使驱动器电流减小，使输 出功率减小；当光功率减小时，控制电路又使激光器的控制电流增大，从而使输出光功率增 加。输出光功率的波动不超过一定的范围。其工作过程是：激励器的背向输出光由光电检测二极管(PD)接收后转化为光电压，

7、经N1放 大后送至比较器N2的反向输入端；从直流稳压电源中取出的直流参考电压送往比较器N1的同 相输入端。V1和V2组成直流恒流源，向激光器提供偏值电流，该偏值电流的大小通过调节 直流参考电压来实现。除了直流供电电压外，光功率控制电路中还有两个附加电路：一个是慢启动电路，当光发送 机开机时，这个电路使激光器的偏值电流延时2s后才由零增加到设定值，以消除 瞬时冲击电流损坏激光器；另一个是限流器，通过限流电路控制激光器电流的最大值， 即使光电检测三极管损坏，也不会导致激光器的偏值电流失去控制而烧毁激光器。33自动温度控制(ATC)电路激光器的阈值电流、偏值电流、输出光功率与激光器的工作温度有密切关

8、系。激光器的阈值 电流随温度变化，随着温度的升高，激光器的效率降低，使输出光功率及激励器发射波的峰 值发生变化。为了保证激光器的工作状态即阈值电流不变，输出功率不变，必须通过自动温 度控制(ATC)电路来控制致冷器的工作状态，消除温度变化。其工作过程是：当激光器温度变化时，热敏电阻的电阻值随之变化，可设定一个参考值与其 进行比较。误差电压驱动一个放大电路，由它向电子致冷器提供电流。自动温度 控制电路通过改变加到激励器内致冷器上的电流大小和方向，对激光器进行加热或致冷， 从而控制激励器的工作温度，稳定激光器的输出功率。当激光器温度升高时，致冷器致冷， 激光器温度下降；当激光器温度降低时，致冷器加

9、热，激光器温度上升。自动温度控制(ATC )电路可以使激光器的工作温度控制在25范围内，使光发送机的输出光功率在较大的温度 范围内保持稳定。                             4光纤的损耗光纤的连接分为熔接和磨接，无论何种连接都会产生接头损耗。1310nm的光纤 衰减系数(a)为035dB/km。

10、无论信号传输远近，光缆的连接都需要进行光纤 熔接 ，其接头熔接损耗一般在005dB以下。因此在计算光纤自动损耗时还应考虑接头 和其他损耗(2km一般取1dB)。L长度光纤的损耗AmaL10 dB035L10dB。我台所用光缆的长度为200多米，两个熔接 头损耗一个为002dB，另一个为003dB。两个活接头的接头损耗均 达到了技术要求。5光缆的噪声光缆的噪声主要分为激光器噪声、热噪声和侵入噪声。激光器噪声、热噪声是由设备的制造 工艺造成的，侵入噪声是由外界无线电通信、广播和电视等信号造成的。6结论我们利用光缆传输两套节目：综合节目为1001MHz、1kW立体声调 频广播，经济频道为91MHz、5kW立体声调频广播。利用光缆传输两年多 来信号清晰、无噪声干扰，可以说，用光缆