[发明专利]一种光纤通信的模拟演示装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种教学演示教具，特别涉及光纤通信的模拟演示装置。

背景技术：

随着光纤通信的发展，掌握光纤通信知识成为教学中一个新的重要内容。光纤通信与电缆通信相比，其工作原理相似，不同之处仅在于传输信号的载体是激光而不是无线电波，具有通信容量大、损耗低、抗干扰能力强、保密性能好等优点，但在现在的教材中理论多于实践，特别是在一些薄弱地区的学校还没有一种演示教具，教师只能在黑板上画图来详细讲述，学生难以理解造成学习困难。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种便于操作，能演示光纤通信原理的模拟演示装置，为实现本发明的目的，首先分析光纤通信的实质是以激光作为传输介质，利用光的全反射原理，实现以光为载体的信息传输；光纤通信系统主要包括：电光转换装置、光纤光缆、光电转换装置、声音还原设备。本发明通过以下技术来实现：其电光转换装置由一发音装置包括一收音机和一发光二极管组成，把收音机调谐到某一电台上，在调台按钮上做好记号，然后把接扬声器上的导线接在发光二极管VD₁上，这时收音机产生出语言信息的电信号送到发光二极管VD₁上，发光二极管VD₁就随着声音信号发出强弱变化的光，即电信号转化为光信号，实现了声音的调制。模拟光纤光缆装置，考虑到水的折射率大，光信号通过装满水的输液管时能发出全反射来模拟光纤光缆。光电转换装置，包括一光敏二极管和一干电池串联，当光敏二极管VD₂接收到经“光纤”传导来的光信号后，VD₂的内阻发生变化其与干电池串联的电路中的电流也随之改变，而这种由接收到强弱变化的光信号转化为强弱变化的电信号，实现信号的解调。声音还原设备可以是一录音机，由于产生的电信号较微弱，实验时可将该信号送到录音机的话筒或线路输入端口进行放大，以使声音还原。

在制作过程中，应先将收音机的扬声器拆下与发光二极管相连，再取100cm左右长的医用静脉输液管将其注满水，管两端分别用的发光二极管和光敏二极管直接密封。为了不使管内留有气泡，整个过程在水中完成。做好连接工作后，开启收音机和录音机，可听到洪亮的声音。由于信息是靠光传导过来的，学生就能明白光传导是怎么回事，所以，这时你只要捏扁输液管，破坏了光在水中全反射的路径，声音就会消失或因受到阻塞而减弱；但在弯折医用静脉输液管如摆成一个圆或圆弧形，只要曲率不太大，仍能保证光传导时全反射，让人感觉不出声音有何变化。通过这一装置，学生很容易懂得光纤通信的实质，即光纤通信是以激光作为传输介质，利用光的全反射原理，实现以光为载体的信息传输。本发明制作简单，操作方便，材料易找，适合于中小学学生科学探究及科学普及。

附图说明：

附图为本发明的结构示意图

具体实施方式：

以下结合附图对本发明进行详细说明：本发明主要包括电光转换装置1、模拟光纤光缆装置2、光电转换装置3、声音还原设备4。所述电光转换装置1由一发音装置10和一发光二极管VD₁11，把所述发音装置10的音频信号线与所述发光二极管VD₁11连接；所述的模拟光纤光缆装置2是医用静脉输液管20和所述医用静脉管中充满的水21构成；所述光电转换装置3包括一光敏二极管VD₂30和一干电池31及导线32组成；所述声音还原设备4是一录音机，所述的发光二极管VD₁11、光敏二极管VD₂30与所述充满水21的医用静脉输液管20气密封连接，所述光敏二极管30和一干电池31通过导线32连接并通过话筒或在线路输入端口进行放大，输入到声音还原设备4即录音机。

开通发音装置10，发音装置10发出声音信息的电信号，送到发光二极管VD₁11上，发光二极管VD₁11就随着声音信号发出强弱变化的光，即电信号转化成了光信号，实现了声音的调制。光信号通过模拟光纤光缆装置2即充满水21医用静脉输液管20时能发生全反射，用来模拟光纤光缆装置2；当光敏二极管VD₂30接收到经模拟光纤光缆装置2传导来的光信号后，光敏电阻VD₂30的内阻发生变化，其与干电池31串联的电路中的电流也随之改变，即将光信号转化为电信号，实现信号的解调。由于产生的电信号较微弱，可将该信号通过线路输入端口进行放大，或通过话筒输入声音还原设备4即录音机。可以通过声音还原设备4即录音机可以听到发音装置10发出的声音。

发音装置10可以是收音机、电视机、音乐卡、音乐门铃等。