Opto Elektronik Deneyleri Laser Diyod Fiber Optik

Opto Elektronik Deneyleri Laser Diyod Fiber Optik – Detayları ile elektronik labaratuar deneyleri Emeği geçen Kişilere Teşekkürler

Laser diyod çıkışının darbelendirilmesi ve çıkışın algılanması

Kullanılan Elemanlar:

Verici İçin

• 62Ohm, 1KOhm, 1Kohm, 4.7Kohm olmak üzere 4 adet direnç
• 6.8uF ve 10uF olmak üzere 2 adet kapasitör
• +5 V’ luk güç kaynağı
• BC548 transistör
• LM 555 astable multivibratör
• Laser Diyod

Alıcı İçin

• BPW34 Fotodiyod
• 100Ohm, 10Kohm, 4.7Kohm, 12Kohm, 4.7Kohm olmak üzere adet direnç
• 2 adet LF356 Opamp
• Potansiyometre
• +5V , +12V, -12V luk güç kaynakları

Deneyin Amacı: Alıcı ve verici devreleri kurularak verici devresinde üretilen kare dalgaların laser diyot ile vericiye gönderilmesi; fotodiyotla algılanan bu sinyallerin opamplar tarafından düzeltilmesi, yükseltilmesi ve sinyallerin osiloskoptan izlenmesi.

Deneyin Yapılışı

Alıcı Devresi : Aşağıdaki verici devresi kuruldu ve föyden farklı olarak laser diyod bağlanmadı. Bunun nedeni laser diyodun yanmaması için laser diyot bağlanmadan önce 62 Ohmluk direcin üzerinden geçen akımın ölçülmesi. Böylece laser diyottan geçecek olan akımın 50mA den küçük olup olmadığı kontrol edilerek laser diyodun zarar görmesi önlenir.

LM-555 devresinin ürettiği sinyalleri BC-548 transistör laser diyoda sürücü görevi görmesiyle sinyaller laser diyoda aktarılır ve laser diyottan üretilen sinyale bağlı çıkışlar gözlemlenir.

Yukarda verici devresini kurduk ve similasyonda 62Ohmluk direncin üzerinden geçen akım 36mA ölçüldü. Deney esnasında bu değer 25mA bulunmuştu. Bu değerler elde edildikten sonra laseri devreye bağlayabiliriz ve bağladığımızda aşağıdaki devreyi kurmuş oluruz.

Bu kurulan devrede laser diyottan üretilen kare sinyalleri gözledik

Verici Devresi : Föyden yaralanarak aşağıdaki devre kurulmuştur.

Alıcı devresinden üretilen sinyaller laser diyot yardımı ile verici devresine aktarılır. Laser diyottan çıkan ışımalar photo diyot üzerine düşürülür. Işıma esnasında sinyaller zayıflamaya uğrar.

Photo diyot gelen ışımaları sinyale çevirir. Zayıflamış bu sinyaller amplifier tarafından yükseltilir. Yükseltilen bu sinyallaerde bozulmalarda olur. Bu bozulmalar schmitt trigger yardımıyla giderilir.

Schmitt Trigger:Digital sinyalleri belirlenen threshold seviyelerine göre 1 veya 0 olarak kabul ederek bozulan sinyalleri düzelten devre elemanıdır.

Alıcı ve Verici Devresi: Yukarıda hazırladığımız iki devreyi bir optocoupler yardımı ile multisim ortamında birleştirdik. Optocoupler kullanmamızın sebebi bilgisayar ortamında lazer alıcı ve lazer verici arasında iletişim kurmak istememiz.

Kurduğumuz devrenin çıkışına osiloskop bağlyarak kare dalgalar elde ettik. Böylece laser iletişim sağlandığını gözlenmiş oldu.

Sonuç: Bu deneyde alıcı ve verici devresi kurduk. Alıcı devresinde LM555 yardımı ile sayısal sinyaller elde ettik. Bu elde ettiğimiz sinyaller BC548 transistör yardımı ile laser diyoda iletildi. Bu laser diyottan çıkan pulseları photo diyot üzerine düşürerek photo diyot tarafından sinyale dönüştürdük. İletim esnasında sinyaller zayıflar. Zayıflayan bu sinyaller amplifikatör yardımı ile yükseltilir. Yükseltilen sinyallerde de bozulmalar oluşur. Schmitt trigger yardımı ile bozuk sinyaller düzeltilir. Böylece laser iletişimin nasıl yapıldığını öğrendik. Laser iletiminde oluşan bozulmaları ve zayıflamaları gözlemledik. Bu kayıp ve zayıflamaların giderilmesi için sinyalin nasıl yükseltildiğini ve düzeltildiğini anlamış olduk.

FİBER-OPTİK Güç ölçer ve zayıflama ölçümleri

Kullanılan Elemanlar:

• Fiber-optik güç ölçer
• Sayısal voltmetre
• 0.5m-5m fiber kablolar
• Kablo birleştirici
• Fiber optik verici
• Fiber optik alıcı

Deneyin Amacı: Fiber optik vericiden çıkan optik sinyallerinin farklı boylardaki fiber optik kablolarla ve bir birleştirici ile birleştirildiğinde iletimde oluşan kaybın incelenmesi.

Deneyin Yapılışı: Fiber optik verici 0.5m boyundaki fiber kablo ile fiber güç ölçere bağlandı. Tüm ölçümlerde 0.5m fiber kablo ile yapılan ölçümler referans alınır. Güç ölçerin voltaj çıkışına da voltmetre bağlandı. Fiber verici -20 dBm’e ve 10µW a ayarlandı.

dBm= 10log( PÇıkış/1mW)

Optik Güç Ölçer ve Voltmetreden Alınan Değerler

Yalnız Voltmetreden Alınan Değerler

0.5m için 10log (0.115/0.115)= 0 dB

5m için 10log (0.115/0.95)= 0.9 dB

0.5+5m için 10log (0.115/0.26)= 6.5 dB

Bu hesaplanan değerleri fiber güç ölçer ile ölçtüğümüz değerlerle karşılaştırırsak yaklaşık değerler elde ettiğimizi görürüz.

0.5m için -30 – (-30) = 0 dB

5m için -30 – (-31) = 1 dB

0.5+5m için – 30 – (-37) = 7 dB

Sonuç: Bu deney sonucunda fiber optik iletimde kablo uzadıkça kayıbın arttığı ve araya birleştirici konulduğunda ise kayıbın daha da arttığı sonucuna varılmıştır. Fiber güç ölçer ile ölçtüğümüz dB cinsinden güç kayıpları ile volt metre ile ölçüp dB cinsine çevirdiğimiz değerleri karşılaştırdığımızda ise referans değerler farklı bile olsa sonuç olarak dB cinsinden güç kayıplarının aynı olduğu sonucuna varılmıştır.

Kayıp Değerleri

FİBER-OPTİK Eğiticiyle analog ve sayısal iletişim

Kullanılan Elemanlar:

• Fiber-optik güç ölçer
• Sayısal voltmetre
• 0.5m-5m fiber kablolar
• Kablo birleştirici
• Fiber optik verici
• Fiber optik alıcı
• Yansıtıcı Diyafram
• El Feneri
• El Radyosu

Deneyin Amacı: Fiber optik vericiden çıkan optik sinyallerin ve yansıtıcı bir diyaframdan alınan ses sinyallerinin optik alıcıdan fiber kablo yoluyla veya havadan iletim yoluyla izlenmesi.

Deneyin Yapılışı: Önce optik vericiye radyo bağlayarak çıkan sinyalleri fiber kablo ile ve kablosuz olarak optik alıcıya aktararak radyo yanını fiber alıcıdan dinledik. Bu deney esnasında optik dalgaları havadan yollarken ayna yardımıyla alıcıya yansıttığımızda yine yayını dinleyebildiğimizi gözlemledik.

Optik vericiye birşey bağlamadan alıcıya mors sinyalleri aktardığımızda yine sinyalleri alıcıdan duyduk. Son olarakta bir feneri ses çıkaran yansıtıcı diyaframa tutup yansımayı alıcıya aktardığımızda ilginç bi şekilde yine alıcıdan ses çıkışı duyduk.

Sonuç: Yaptığımız bu deney sonucunda ses sinyallerinin laser sinyallerle nasıl aktarıldığını gördük. Bunu fiber optik kablo ile yapabildiğimiz gibi direk ışıma yolu ile hatta ayna ile yansıtarak da alıcı aktardardığımızda başarılı bir şekilde sinyalleri iletebildiğimizi gördük.

Son olarak da belki deneyden çıkan en önemli sonucu yansıtıcı diyaframa ışık yolladığımızda laser sinyalleri üzerine diyaframdaki ses sinyallerinin aktarıldığını sonucuna vardık. Bu sonucada diyaframa verdiğimiz yayını alıcıdan da dinleyerek vardık.