Experimento 4 - Atenuação em Fibras Ópticas

EXP4: BC1519

Elaboração: Prof. Agnaldo Freschi

ATENUAÇÃO EM FIBRAS ÓPTICAS (660 nm) Objetivo: Determinar o coeficiente de atenuação de uma fibra óptica na linha espectral λ  λ   = 660 nm. Estimar a atenuação de uma conexão ST-ST. Materiais: • 1 Módulo de Fibras Ópticas (ElettronicaVeneta (ElettronicaVeneta;; www.elettronicaveneta.com): www.elettronicaveneta.com): o Módulo MCM40/EV, Unidade de Alimentação ( ± 12 V DC) e Jumpers de conexão. o  ATENÇÃO: UNIDADE UNIDADE DE ALIMENTAÇÃO ALIMENTAÇÃO – ENTRADA ENTRADA 127 VAC  VAC  • Cabo de Fibra Óptica marcado com #1 • Cabo de Fibra Óptica marcado com #2 • 1 Adaptador ST-ST • 1 Osciloscópio digital e 1 Ponta de Prova o OBS.: Selecionar fator multiplicativo ×1 na ponta de prova e no canal de entrada do osciloscópio Especificações das Fibras #1 e #2: • Cabo #1 – Comprimento: 1.5 m; Tipo de fibra: Plástica, com perfil de índice tipo degrau; Diâmetro: 980/1000 µm (Núcleo/Casca); Abertura numérica: 0.46; Atenuação Típica: Figura abaixo. • Cabo #2 – Comprimento: 5 m; Demais características: Nominalmente idênticas idênticas às do Cabo #1. 10.0

1.0

0.1

0.01

MÓDULO CONFIGURAÇÃO CONFIGURAÇÃO DOS  JUMPERS

J7c-J9b-J10b-J11

1

EXP4: BC1519

Elaboração: Prof. Agnaldo Freschi

PARTE A: Determinação do coeficiente de atenuação α  αd  B (λ  λ   = 660 nm) 1.

Verifique a conexão dos  jumpers J7c-J9b-J10b-J11, como ilustra a figura abaixo. Essa configuração faz com que um sinal alternado (0/1) seja aplicado na entrada do Digital Driver  (TP20).

2.

Verifique a conexão do  jumper J12b. Essa configuração inclui o LED de 660 nm.

3.

Verifique a conexão do  jumper J15a. Essa configuração inclui o Fotodiodo (PD1). OBS: Alguns Módulos apresentam um problema de saturação do fotodiodo PD2 (nominalmente citado como 660 nm). Como os dois fotodiodos do Módulo, PD1 e PD2, são fotodiodos de Si, ambos podem ser utilizados na região do visível e IR-próximo, de modo que utilizaremos PD1 em nosso experimento.

4.

Ligue a Unidade de Alimentação do Módulo. O LED de 660nm (vermelho) deverá acender.

5.

Remova o protetor plástico de uma das extremidades do Cabo #1 e conecte-o ao LED2. Em seguida, remova o protetor plástico da outra extremidade do Cabo e conecte-o ao fotodiodo PD1. ATENÇÃO: Faça as conexões com cuidado para não danificar o cabo e/ou conectores.

6.

Observe com auxílio do Osciloscópio a forma de onda em TP23, correspondente à tensão de saída do fotodetector (Fotodiodo + Circuito de Operação). OBS.: Faça a conexão ao Terra utilizando o terminal (jacaré) da ponta de prova. Utilize o conector Terra do módulo que está localizado próximo (imediatamente abaixo) aos fotodiodos.

7.

Ajuste o potenciômetro P4 (Bias trimmer) para obter o máximo valor de amplitude pico-a-pico no osciloscópio. OBS: Esse potenciômetro pode ser utilizado para variar a potência óptica emitida pelo LED. Após ajustado, não mexa mais em P4 (sua posição deve ser exatamente a mesma nas medidas com os dois cabos, bem como com a conexão ST-ST, descrita na parte B).

8.

Meça a amplitude pico-a-pico da tensão ( V 1 ) da onda quadrada detectada. OBS: a) Utilize a tecla ‘Run/Stop’ do osciloscópio para congelar a imagem na tela antes de realizar a medida; b) A tensão (ac) medida pelo fotodetector é proporcional à potência óptica coletada; c) Pensando no relatório, utilize um pendrive (ou uma câmera digital) para registrar a tela do osciloscópio, ilustrando todas as medidas realizadas.

9.

Substitua o Cabo #1 pelo Cabo #2 e meça a nova amplitude ( V 2 ) da tensão em TP23. Utilize os mesmos cuidados de manipulação, removendo e recolocando o protetor plástico do Cabo antes e após as conexões.

10. Compare as tensões V 2 e V 1 . O que ocorreu? A razão V 2 V 1 pode dar alguma indicação sobre a atenuação causada pelo comprimento adicional (de 3.5 m) do Cabo #2 em relação ao Cabo #1. Assumindo que as perdas de potência devido às conexões são idênticas para os dois cabos, determine o coeficiente de atenuação α dB (em dB/m) da fibra para λ  = 660 nm e compare seu resultado com o gráfico fornecido. O resultado é compatível com o esperado? Identifique e comente sobre as possíveis fontes de erros na medida.

PARTE B: Estimativa da atenuação (em dB) de uma conexão ST-ST 11. Utilizando o adaptador ST-ST fornecido, faça a conexão dos Cabos #1 e #2. Conecte a extremidade de um dos cabos ao LED de 660 nm e a extremidade do outro cabo ao fotodiodo PD1. OBS.: Nessa configuração, temos um cabo de 6.5 m (+ 1 conexão) entre o transmissor (LED) e o receptor (PD1). 12. Meça a amplitude ( V 1+ 2 ) da tensão em TP23. 13. Estime a atenuação (em dB) devido ao conector ST-ST entre os cabos. Discuta seus resultados. 2

EXP4: BC1519

Elaboração: Prof. Agnaldo Freschi

OBS.: ESTA PÁGINA DEVE SER ENTREGUE AO DOCENTE AO FINAL DO EXPERIMENTO

Inserir número do grupo, RA e Nome GRUPO # : RA

NOME

Medidas V 1 (V)

V 2 (V)

V 1+2 (V)

3