Promax EF-970B-E Manual De Prácticas
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ENTRENADOR DE COMUNICACIONES
ÓPTICAS, FIBRAS ÓPTICAS Y LÁSER
MANUAL DE PRÁCTICAS
EF-970B-E
- 0 MI1001 -
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Resumen de contenidos para Promax EF-970B-E

  • Página 1 ENTRENADOR DE COMUNICACIONES ÓPTICAS, FIBRAS ÓPTICAS Y LÁSER MANUAL DE PRÁCTICAS EF-970B-E - 0 MI1001 -...

  • Página 3: Tabla De Contenido

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E I N D I C E INTRODUCCIÓN ....................... 1 PRÁCTICA 1 ..................3 MEDIDA DE LA POTENCIA ÓPTICA ............... 3 1.1 Objetivos ........................ 3 1.2 Equipos y materiales....................3 1.3 Realización práctica....................3 PRÁCTICA 2 ..................5 MEDIDA DE LA ATENUACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA: MÉTODO DE PÉRDIDAS DE INSERCIÓN ......................
  • Página 4 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E PRÁCTICA 7 ..................19 MEDIDA DE LA CARACTERÍSTICA P/I DE FOTOEMISORES LUMINOSOS..19 7.1 Objetivos ......................19 7.2 Equipos y materiales.................... 19 7.3 Realización práctica..................... 19 PRÁCTICA 8 ..................23 MEDIDA DE LA ESTABILIDAD ÓPTICA DE LOS FOTOEMISORES ....23 8.1 Objetivos ......................
  • Página 5 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E PRÁCTICA 14 ..................47 14. TRANSMISIÓN DE SEÑALES ANALÓGICAS ............47 14.1 Objetivos ......................47 14.2 Equipos y materiales ..................47 14.3 Realización práctica.................... 47 PRÁCTICA 15 ..................49 15. TRANSMISIÓN DE SEÑALES DE AUDIO ............. 49 15.1 Objetivos ......................49 15.2 Equipos y materiales ..................
  • Página 6 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E PRÁCTICA 21 ..................67 21. CARACTERÍSTICAS DE RADIACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA: MEDIDA DE LA APERTURA NUMÉRICA ..................69 21.1 Objetivos ......................69 21.2 Equipos y materiales ..................69 21.3 Realización práctica.................... 69 PRÁCTICA 22 ..................71 22. MEDIDA DE DESALINEAMIENTOS EN LAS CONEXIONES DE FIBRA ..... 73 22.1 Objetivos ......................
  • Página 7 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E PRÁCTICA 27 ..................93 27. DEPENDENCIA ESPECTRAL DE LAS PÉRDIDAS DE INSERCIÓN DEL ATENUADOR ÓPTICO VARIABLE................. 95 27.1 Objetivos ......................95 27.2 Equipos y materiales ..................95 27.3 Realización práctica.................... 95 PRÁCTICA 28 ..................97 28. COMPARACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE RUIDO ENTRE FOTODETECTORES PIN Y APD ................
  • Página 8 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E PRÁCTICA 33 ................121 33. SENSOR DE REFLEXIÓN ..................121 33.1 Objetivos ......................121 33.2 Equipos y materiales ..................121 33.3 Realización práctica..................121 PRÁCTICA 34 ................125 34. SENSOR DEL NIVEL DE LIQUIDO ..............125 34.1 Objetivos ......................125 34.2 Equipos y materiales ..................125 34.3 Realización práctica..................125...
  • Página 9 (LED 1300 nm) y el equipo receptor no dispone de los fotodetectores nº 2 (PIN InGaAs 1 mm) y nº 3 (APD Ge 0,1 mm). Si dispone del modelo EF-970B puede transformarlo al modelo EF-970B-E mediante la opción OP-970-EU (Kit Expansión Entrenador de Fibra Óptica Básico).
  • Página 10 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E...

  • Página 11: Manual De Prácticas

    WDM. Las experiencias presentadas en este manual no pretenden cubrir todas las posibilidades que brinda el entrenador EF-970B-E, sino que intentan ser un conjunto de actividades que abarquen los aspectos teóricos y prácticos más importantes. Las prácticas pueden ser revisadas y completadas con la experiencia diaria del profesor,...
  • Página 12 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E En el apartado de Objetivos se exponen de forma clara los propósitos que se pretenden conseguir con la realización de la experiencia. La lectura de los objetivos permite al profesor evaluar la correspondencia de los contenidos de la práctica con el programa docente desarrollado.

  • Página 13: Práctica 1

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 1 1. MEDIDA DE LA POTENCIA ÓPTICA 1.1 Objetivos Medida de la potencia óptica mediante fotodetectores con áreas fotosensibles distintas. 1.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica • Elementos de limpieza 1.3 Realización práctica •...
  • Página 14 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Observar, que recibiendo ambos fotodetectores la misma potencia, la medida es diferente. Esto es debido a que las superficies fotosensibles son diferentes, por ello la energía captada es distinta. • Ilustrar mediante un dibujo el concepto anterior.

  • Página 15: Práctica 2

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 2 2. MEDIDA DE LA ATENUACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA: MÉTODO DE PÉRDIDAS DE INSERCIÓN 2.1 Objetivos Obtener la atenuación de la fibra óptica mediante el método de pérdidas de inserción. Análisis de las consecuencias que generan las curvaturas en las fibras ópticas.
  • Página 16 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Sustituir el latiguillo por la fibra óptica de 50 m. fibra óptica de 50 m Figura 2.- • La potencia relativa medida, indica las pérdidas de la fibra óptica de 50 m. NOTA: Realmente, las pérdidas corresponderían a 49 m de cable, debido a que la referencia se ha establecido con una fibra de 1 m de longitud.

  • Página 17: Práctica 3

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 3 3. MEDIDA DE LA ATENUACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA 3.1 Objetivos Determinar la atenuación de la fibra óptica de 50 m mediante tres métodos. 3.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica • Fibra óptica de 50 m •...
  • Página 18 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E adaptador adaptador ST-ST ST-ST latiguillo n 1 fibra óptica latiguillo n 2 de 50 m Figura 2.- • Leer, en el medidor de potencia, las pérdidas. • Conectar, la fibra óptica de 50 m, en sentido inverso. Leer de nuevo las pérdidas.
  • Página 19 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Establecer como el valor de referencia, la potencia medida. • Sustituir el latiguillo central por la fibra óptica de 50 m. adaptador adaptador ST-ST ST-ST latiguillo n 1 fibra óptica latiguillo n 2 de 50 m Figura 6.-...
  • Página 20 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 10 10/2002...

  • Página 21: Práctica 4

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 4 4. DEPENDENCIA ESPECTRAL DE LA ATENUACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA 4.1 Objetivos Determinar la atenuación de la fibra óptica con la frecuencia (o longitud de onda). 4.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica •...
  • Página 22 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Seleccionar en el emisor una corriente (I ) de 15 mA. Esperar 1 minuto para bias su estabilización. • Establecer como el valor de referencia, la potencia medida. • Conectar, mediante la fibra óptica de 50 m, la salida del emisor y la entrada del receptor correspondientes.
  • Página 23 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Con los resultados obtenidos, completar la siguiente tabla. λ [nm] α [dB/m] A [dB] 1300 Tabla 2.- • Dibujar una gráfica con los datos de la tabla. • Explicar por qué motivo se incrementa la atenuación al aumentar la longitud de onda.
  • Página 24 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 14 10/2002...

  • Página 25: Práctica 5

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 5 5. INFLUENCIA DE LA LUZ AMBIENTAL 5.1 Objetivos Análisis de la influencia que ejerce la luz ambiental en las fibras ópticas. 5.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica • Latiguillo de fibra óptica sin cubierta protectora •...
  • Página 26 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Medir la potencia recibida. Si el display indica “*INPUT TOO LOW *” buscar otro emplazamiento, donde la luz ambiental sea mucho más intensa. • Comparar las dos potencias. Explicando por que motivo ahora el equipo receptor capta energía luminosa.

  • Página 27: Práctica 6

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 6 6. CONEXIADO DE FIBRAS ÓPTICAS MEDIANTE ADAPTADORES ST-ST. MEDIDA DE LA REPETIBILIDAD 6.1 Objetivos Determinar el valor medio de la atenuación de los adaptadores ST-ST. 6.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica •...
  • Página 28 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E adaptador ST-ST latiguillo latiguillo Figura 2.- • Leer, en el medidor de potencia, las pérdidas. • Desconectar el adaptador ST-ST e insertarlo en sentido inverso. Leer, en el medidor de potencia, las pérdidas. Obtener el valor medio de la atenuación del adaptador ST-ST.

  • Página 29: Práctica 7

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 7 7. MEDIDA DE LA CARACTERÍSTICA P/I DE FOTOEMISORES LUMINOSOS 7.1 Objetivos Obtención de la curva característica P/I de los fotoemisores LED y láser. 7.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica • Elementos de limpieza 7.3 Realización práctica...
  • Página 30 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E NOTA: Debido a la propia naturaleza del LASER, la potencia emitida depende de la temperatura, por ello se aconseja obtener su característica P/I en condiciones de temperatura estable. • Con los resultados obtenidos representar la relación P/I para cada fotoemisor.
  • Página 31 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Comparar las respuestas (I bias • Repetir la práctica, pero en lugar de incrementar la corriente desde su valor mínimo al máximo, se decrementará la corriente desde su valor máximo al mínimo. Para ello, fijar la corriente (I ) del fotoemisor a su valor máximo y...
  • Página 32 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Figura 3.- • Cotejar las respuestas (I bias • Comparar, para cada fotoemisor, la respuesta obtenida incrementando la corriente con la determinada mediante decrementos de corriente. • Indicar que motivos pueden originar las diferencias observadas. Página 22...

  • Página 33: Práctica 8

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 8 8. MEDIDA ESTABILIDAD ÓPTICA FOTOEMISORES 8.1 Objetivos Análisis de la estabilidad temporal de la potencia óptica emitida por los fotoemisores. 8.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica • Elementos de limpieza 8.3 Realización práctica •...
  • Página 34 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E NOTA: Recuerde que las interferencias entre modos, en la fibra óptica (multimodo), pueden alterar la potencia emitida, al igual que las reflexiones provocadas entre conector-fibra. • Anotar los resultados obtenidos en las siguientes tablas. T [s]...

  • Página 35: Práctica 9

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 9 9. MEDIDA DE LA CARACTERÍSTICA V/I DE LOS FOTOEMISORES 9.1 Objetivos Obtener la curva que relaciona la corriente que circula por el fotoemisor con la diferencia de potencial. 9.2 Equipos y materiales • Voltímetro 9.3 Realización práctica...
  • Página 36 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E NOTA: Recuerde que las interferencias entre modos, en la fibra óptica (multimodo), pueden alterar la potencia emitida, al igual que las reflexiones provocadas entre conector-fibra. I [mA] Tabla 2.- I [mA] Tabla 3.- I [mA] Tabla 4.- I [mA] Tabla 5.-...
  • Página 37 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Figura 2.- ¿La potencia radiada por un fotoemisor depende de su diferencia de potencial?. Justificar la respuesta. ¿En un sistema de comunicaciones ópticas la potencia emitida se controla por la corriente que circula por el fotoemisor, o por su diferencia de potencial?. Razonar la respuesta.
  • Página 38 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 28 10/2002...

  • Página 39: Práctica 10

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 10 10. CARACTERÍSTICA FRECUENCIAL DE LA MODULACIÓN DE LOS FOTOEMISORES 10.1 Objetivos Determinar la respuesta en frecuencia de la modulación de los fotoemisores. 10.2 Equipos y materiales • Osciloscopio • Generador (forma de onda senoidal, frecuencia máxima de al menos 10 MHz) •...
  • Página 40 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Seleccionar en el generador externo una señal senoidal de 1 kHz. • Ajustar en el TP10 del emisor, con los potenciómetros P1 (I- ) y P2 (GAIN) y bias con ayuda del osciloscopio, la máxima excursión sin distorsión.
  • Página 41 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Vo/Vi 0 dB [dB] Tabla 5.- • Comparar los resultados obtenidos. NOTA: En las medidas efectuadas también influye el fotodetector utilizado, por este motivo las comparaciones se deben efectuar con el mismo fotodetector. • Anotar en la siguiente tabla las frecuencias de corte de los fotoemisores.
  • Página 42 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Figura 2.- Página 32 10/2002...

  • Página 43: Práctica 11

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 11 11. DEPENDENCIA ESPECTRAL DE LOS FOTODETECTORES 11.1 Objetivos Obtener la dependencia espectral de los fotodetectores. 11.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica • Elementos de limpieza 11.3 Realización práctica • Seleccionar: Emisor: - Entrada: DC (sin conexión) en el canal CH1...
  • Página 44 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Calcular la sensibilidad espectral, para las diferentes longitudes de onda en relación a la sensibilidad de 850 nm. Sensibilidad espectral Si (660 nm) / Si (850 nm) = P1 / P2 Sensibilidad espectral Si (650 nm) / Si (850 nm) = P1 / P3...
  • Página 45 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E λ [nm] 1300 1310 1550 sensibilidad espectral relativa Tabla 2.- • Representar gráficamente la sensibilidad relativa del fotodetector nº 2: Figura 3.- • La figura siguiente indica la respuesta espectral (sensibilidad) de los fotodetectores de las series SI336-BQ, SI336-BK, SI337-BQ y SI337-BR de HAMAMATSU.
  • Página 46 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Si suponemos que para una radiación de 700 nm un fotodetector de la serie SI336-BQ recibe una potencia de –10 dBm, indicar que potencia se recibirá con emisiones ópticas, de igual potencia, y longitudes de onda de 400, 500, 600, 800, 900, 1000 y 1100 nm.

  • Página 47: Práctica 12

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 12 12. VOLTAJE INVERSO EN LOS FOTODETECTORES 12.1 Objetivos Estudio de la influencia de la tensión inversa de polarización en un fotodetector. Comparación entre fotodetector PIN y APD. 12.2 Equipos y materiales • Voltímetro • Osciloscopio •...
  • Página 48 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • A continuación, verificaremos si la potencia detectada por el fotoemisor nº 2 depende de la tensión inversa de polarización del fotodetector (U ). Para bias ello, conectar en el receptor el voltímetro entre el punto de test TP18 y GND.
  • Página 49 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E NOTA: El potenciómetro P7 permite el ajuste fino de la tensión inversa de polarización. • Con los datos obtenidos rellenar la tabla siguiente. bias ∆ Potencia [dB] Tabla 1.- • Representar gráficamente la dependencia de la ganancia con la tensión inversa aplicada.
  • Página 50 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E AN ALG latiguillo Figura 5.- • Situar los potenciómetros, P5 y P7, de ajuste de la tensión inversa de polarización (U ) en su posición mínima, para fijar al mínimo la ganancia del bias APD. • Mantener, en el emisor, la corriente (I ) a 10 mA (para eliminar la distorsión...

  • Página 51: Práctica 13

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 13 ANCHO DE BANDA DE LOS FOTODETECTORES 13.1 Objetivos Determinar el ancho de banda de los fotodetectores y la influencia de la tensión inversa de polarización. 13.2 Equipos y materiales • Voltímetro • Osciloscopio • Generador (forma de onda senoidal y cuadrada, frecuencia máxima de al menos 10 MHz) •...
  • Página 52 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E ANALOG TP10 TPGx OUTPUT latiguillo TP17 TPGx Figura 1.- • Seleccionar en el generador externo una frecuencia de 1 kHz . • Conectar el segundo canal del osciloscopio en el punto de test TP10 del emisor.
  • Página 53 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Aumentar la tensión inversa de polarización del fotodetector, en intervalos de 3 V, hasta alcanzar -18 V, repitiendo la medida anterior para cada incremento. bias - 12 - 15 - 18 Tabla 2.- • Representar los resultados obtenidos en una misma gráfica Figura 2.-...
  • Página 54 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • A modo ilustrativo, se indica la relación entre la capacidad interna y la tensión inversa de polarización del fotodetector NDL2208 de NEC, y también la relación con el tiempo de respuesta. Figura 3.- • Seleccionar en el generador externo una señal cuadrada y fijar la frecuencia a 200 kHz.
  • Página 55 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Representar la señal obtenida en la salida analógica del canal analógico. • Indicar las diferencias apreciadas entre las dos señales obtenidas. Exponer las causas de los efectos manifestados. • Notar como en un sistema de comunicaciones por fibra óptica, la tensión inversa de polarización del fotodetector puede afectar a todo el sistema...
  • Página 56 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Comparar los resultados entre los dos fotodetectores. NOTA: En las medidas efectuadas además de influir el fotodetector también afecta el fotoemisor. Por este motivo, las comparaciones entre fotodetectores deben realizarse con el mismo fotodetector, y con idéntico nivel de potencia emitida.

  • Página 57: Práctica 14

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 14 14. TRANSMISIÓN DE SEÑALES ANALÓGICAS 14.1 Objetivos Comprobar, en una transmisión analógica, la corriente que circula por el fotoemisor y la diferencia de potencial. Observar, visualmente, la emisión óptica. Audición de la señal moduladora.
  • Página 58 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Ajustar en el TP10 del emisor, con los potenciómetros P1 (I ) y P2 (GAIN) y bias con ayuda del osciloscopio, la máxima excursión sin distorsión. • Disminuir al mínimo la frecuencia del generador. • Observar la señal en el osciloscopio, modificando en el generador la frecuencia y la forma de la señal, y apreciar visualmente, en el fotoemisor nº...

  • Página 59: Práctica 15

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 15 15. TRANSMISIÓN DE SEÑALES DE AUDIO 15.1 Objetivos Transmisión de una señal de audio. Ajustar la polarización de la corriente del fotoemisor. 15.2 Equipos y materiales • Osciloscopio • Micrófono • Latiguillos de fibra óptica •...
  • Página 60 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Ajustar, en el emisor, el potenciómetro P2 (I ) hasta la mitad de su recorrido. bias Después regular el potenciómetro P1 (GAIN), con ayuda del osciloscopio, para obtener la máxima excursión sin distorsión. • Activar, en el receptor, el filtro de 100 kHz.

  • Página 61: Práctica 16

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 16 16. TRANSMISIÓN DE SEÑALES DE VÍDEO 16.1 Objetivos Transmisión de una señal de vídeo analógica. 16.2 Equipos y materiales • Osciloscopio • Generador de vídeo • Analizador de espectros (opcional) • Receptor de TV •...
  • Página 62 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E TP10 TPGx ANALOG Figura 1.- • Ajustar, en el emisor, la corriente del fotoemisor con el potenciómetro P2 (I bias hasta aproximadamente unos 9 mA. A continuación, mediante el potenciómetro P1 (GAIN) regular la ganancia, con ayuda del osciloscopio, de forma que no se distorsione (no se límite) el impulso de sincronismo.
  • Página 63 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Observar, en el receptor de TV, diferentes señales de vídeo. Comparar la señal recibida con la señal disponible a la salida del generador. • Proponer que modificaciones tendrían que efectuarse para transmitir una señal de audio asociada a la de vídeo.
  • Página 64 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 54 10/2002...

  • Página 65: Práctica 17

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 17 17. TRANSMISIÓN DE SEÑALES DIGITALES 17.1 Objetivos Transmisión de señales digitales. Ajuste del comparador. Generación niveles RS-232. 17.2 Equipos y materiales • Osciloscopio • Generador de señal TTL • Latiguillos de fibra óptica • Elementos de limpieza 17.3 Realización práctica...
  • Página 66 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E TP10 TPGx DIGITAL Figura 1.- • Ajustar, en el emisor, el potenciómetro P2 (I ) y el potenciómetro P1 (GAIN), bias con ayuda del osciloscopio, para obtener la máxima excursión sin distorsión. • Cambiar, en el emisor, la polaridad de la entrada digital negativa. Después, seleccionar el resto de entradas digitales, observando las señales en el...
  • Página 67 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Restablecer la entrada digital con polaridad positiva. • Ajustar la polarización óptima de la señal digital. Para ello, mediante los potenciómetros P4 (COARSE TRESHOLD) y P6 (FINE TRESHOLD) del receptor, centrar la señal alrededor de los 0 V.
  • Página 68 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 58 10/2002...

  • Página 69: Práctica 18

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 18 18. TRANSMISIÓN MEDIANTE FIBRA ÓPTICA DE DATOS RS-232 18.1 Objetivos Transmisión de la señal de datos de un ratón de ordenador a través de fibra óptica. 18.2 Equipos y materiales • PC + Ratón •...
  • Página 70 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Enlazar, mediante el latiguillo de fibra óptica, la salida del emisor y la entrada del receptor correspondientes. • Conectar un fragmento del cable de conexión (sección 0,07 mm aproximadamente) entre la salida digital del receptor y el cable que se ha desoldado de la placa de circuito impreso del ratón.
  • Página 71 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E NOTA: Para la realización de las prácticas 19 a 35 se precisa del Kit de Experimentación de Fibras Ópticas OPT-970-01 (opcional) y para el desarrollo de la práctica 36 se precisa del Kit de Conectorización OPT-970-02 (opcional), se recomienda el Microscopio OPT-970-03 (opcional).
  • Página 72 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 62 10/2002...

  • Página 73: Práctica 19

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 19 SENSIBILIDAD FIBRAS ÓPTICAS CURVATURAS (MACROCURVATURAS) 19.1 Objetivos Estudio de la atenuación originada, en una fibra óptica, por las curvaturas. 19.2 Equipos y materiales • Latiguillo de fibra óptica (2 m) • Latiguillo de fibra óptica sin cubierta protectora (2 m) •...
  • Página 74 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Establecer, en el medidor de potencia óptica, como valor de referencia la potencia medida. • Arrollar tres vueltas, en el aro cilíndrico de 50 mm de diámetro, de la fibra óptica sin cubierta protectora. Para fijar la fibra, en el aro cilíndrico, emplear los clips.
  • Página 75 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Representar gráficamente los resultados. Figura 4.- • Repetir todos los apartados anteriores, pero utilizando ahora el latiguillo de fibra óptica (con cubierta protectora). • Anotar en la tabla los datos obtenidos. Diámetro [mm] Atenuación [dB] Tabla 2.-...
  • Página 76 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Comparar los resultados con los del latiguillo de fibra óptica sin cubierta protectora, indicando cual ofrece una mayor resistencia a la influencia de las macrocurvaturas. • A continuación se determinará la atenuación que introduce cada vuelta de la fibra óptica en los aros cilíndricos.

  • Página 77: Práctica 20

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 20 20. SENSIBILIDAD FIBRAS ÓPTICAS MICROCURVATURAS 20.1 Objetivos Estudio de la atenuación generada, en una fibra óptica, por las microcurvaturas. 20.2 Equipos y materiales • Latiguillo de fibra óptica (2 m) • Latiguillo de fibra óptica sin cubierta protectora (2 m) •...
  • Página 78 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Situar el latiguillo de fibra entre las placas de microcurvaturas de mayor densidad de vueltas, sin presionar, tal como indica la figura. latiguillo placas de microcurvaturas latiguillo de fibra sin cubierta Figura 2.- • Establecer, en el medidor de potencia óptica, como valor de referencia la potencia medida.

  • Página 79: Características De Radiación De La Fibra Óptica: Medida De La Apertura Numérica

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 21 21. CARACTERÍSTICAS DE RADIACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA: MEDIDA DE LA APERTURA NUMÉRICA 21.1 Objetivos Determinar la apertura numérica de la fibra óptica. Comparación con el resultado analítico. 21.2 Equipos y materiales • Latiguillo de fibra óptica •...
  • Página 80 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Fijar el fotodetector externo en el soporte del brazo izquierdo del posicionador. Para ello, previamente, hay que aflojar los dos tornillos del soporte y extraer el conector ST. • Conectar el latiguillo de fibra óptica entre la salida correspondiente del emisor y el conector del soporte del brazo derecho del posicionador.
  • Página 81 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Situar el brazo izquierdo del posicionador en el ángulo de -5 y leer el valor de la potencia captada. • Repetir, el apartado anterior, en incrementos de -5 hasta lograr un ángulo de • Anotar las medidas obtenidas en la tabla siguiente:...
  • Página 82 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Figura 3.- • Una vez determinado el ángulo 2α puede calcularse la apertura numérica (NA) de la fibra empleada. NA = sin α NA = (2α/2) } sea, • La apertura numérica también puede obtenerse analíticamente a partir de los índices de refracción, n...

  • Página 83: Medida De Desalineamientos En Las Conexiones De Fibra

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 22 22. MEDIDA DE DESALINEAMIENTOS EN LAS CONEXIONES DE FIBRA 22.1 Objetivos Determinar la atenuación de los desalineamientos (longitudinal, angular y transversal) entre conexiones de fibras ópticas. 22.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica •...
  • Página 84 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Alinear los brazos del posicionador, de tal forma que los conectores queden enfrentados. Figura 1.- • Desplazar el soporte móvil, del brazo izquierdo del posicionador, hasta la posición 0 mm. • Deslizar el soporte móvil, del brazo derecho del posicionador, hasta conseguir un contacto físico entre los frentes de las fibras (distancia 0 mm).
  • Página 85 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Medida de desalineamiento angular: • Desplazar el soporte móvil, del brazo izquierdo del posicionador, hasta la posición 0 mm; y el soporte móvil, del brazo derecho del posicionador, hasta conseguir un contacto físico entre los frentes de las fibras (distancia 0 mm).
  • Página 86 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Medida del desalineamiento lateral: • Conectar los latiguillos de fibra óptica en el posicionador, tal como indica la figura siguiente. Mediante el soporte móvil del brazo derecho, o brazo inferior, se provocará el desplazamiento lateral. Figura 5.- •...

  • Página 87: Práctica 23

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Desplazar lateralmente el soporte móvil del brazo inferior, del posicionador, hasta obtener una desviación de 0,5 mm, y leer el valor de la potencia detectada. • Repetir, el apartado anterior, en incrementos de 0,5 mm hasta alcanzar una desviación lateral de 3,5 mm.
  • Página 88 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 78 10/2002...

  • Página 89: Caracterización De Un Dispositivo Wdm Fijo

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 23 23. CARACTERIZACIÓN DE UN DISPOSITIVO WDM FIJO 23.1 Objetivos Obtener de un dispositivo WDM fijo la atenuación entre los distintos puertos. 23.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica • Dispositivos WDM fijo •...
  • Página 90 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Conectar, mediante el latiguillo de fibra óptica, la salida del transmisor y la entrada del receptor correspondientes. Figura 2.- • Fijar en el emisor una corriente (I ) de aproximadamente 11 mA. Esperar 1 bias minuto para su estabilización.
  • Página 91 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Medir las pérdidas de inserción entre el puerto 2 y 1. • Desconectar el puerto 1 del receptor y cubrirlo con el protector, posteriormente conectar el puerto 3 a la entrada correspondiente del receptor. • Medir las pérdidas entre el puerto 2 y 3.
  • Página 92 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 82 10/2002...

  • Página 93: Caracterización Del Dispositivo Wdm Variable

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 24 24. CARACTERIZACIÓN DEL DISPOSITIVO WDM VARIABLE 24.1 Objetivos Obtener de un dispositivo WDM variable la atenuación entre los distintos puertos. Utilización del dispositivo WDM como controlador de potencia óptica. 24.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica •...
  • Página 94 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Conectar a la salida correspondiente del emisor el puerto 1 del dispositivo WDM variable, y el puerto 2 a la entrada correspondiente de receptor, tal como indica la figura. Cubrir el puerto libre mediante el protector.
  • Página 95 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Conectar, mediante el latiguillo de fibra óptica, la salida del emisor y la entrada del receptor correspondientes. Figura 3.- • Ajustar la corriente (I ) del fotoemisor a 1 mA, y después fijar la ganancia bias mediante el potenciómetro P1 (GAIN) hasta el máximo.
  • Página 96 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 86 10/2002...

  • Página 97: Medidas Con Los Filtros Ópticos Neutros

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 25 25. MEDIDAS CON LOS FILTROS ÓPTICOS NEUTROS 25.1 Objetivos Determinar las pérdidas de inserción de los filtros ópticos neutros. 25.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica • Posicionador • Conjunto de filtros ópticos neutros •...
  • Página 98 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Figura 1.- • Ajustar, longitudinalmente, el soporte móvil del brazo superior para que la distancia entre los frentes de las fibras sea mínimo (aproximadamente la distancia entre los frentes de la fibra es de 5 mm).

  • Página 99: Abertura N

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Ajustar la traslación del filtro, para que la primera abertura (sin filtro) quede interpuesta entre los dos frentes de la fibra. • Establecer, en el medidor de potencia óptica, como valor de referencia la potencia captada.
  • Página 100 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 90 10/2002...

  • Página 101: Práctica 26

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 26 26. MEDIDA PÉRDIDAS INSERCIÓN ATENUADOR ÓPTICO VARIABLE 26.1 Objetivos Medida de las pérdidas de inserción, y de la desviación de las pérdidas de inserción, del atenuador óptico variable. 26.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica •...
  • Página 102 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Establecer, en el medidor de potencia óptica, como valor de referencia la potencia captada. Substituir el adaptador ST-ST por el atenuador variable. Figura 2.- • Ajustar el atenuador en la posición de 0 dB. • Medir las pérdidas de inserción.

  • Página 103: Práctica 27

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Exponer gráficamente la desviación de las pérdidas de inserción, ∆. Figura 4.- • Ajustar el atenuador en la posición de 0 dB. • Establecer, en el medidor de potencia óptica, como valor de referencia la potencia detectada en la posición de 0 dB.
  • Página 104 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Exponer gráficamente la desviación de las pérdidas de inserción, ∆. Figura 6.- Página 94 10/2002...

  • Página 105: Dependencia Espectral De Las Pérdidas De Inserción Del Atenuador Óptico Variable

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 27 27. DEPENDENCIA ESPECTRAL DE LAS PÉRDIDAS DE INSERCIÓN DEL ATENUADOR ÓPTICO VARIABLE 27.1 Objetivos Medida de la dependencia espectral de las pérdidas de inserción del atenuador óptico variable. 27.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica •...
  • Página 106 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Establecer, en el medidor de potencia óptica, como valor de referencia la potencia captada, en la posición de 0 dB. • Seleccionar sucesivamente, en el atenuador, los diferentes valores nominales marcados y medir las pérdidas de inserción, utilizando la referencia anterior.
  • Página 107 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Representar los resultados de la tabla, mediante una gráfica similar a la indicada. Figura 2.- 10/2002 Página 97...
  • Página 108 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 98 10/2002...

  • Página 109: Comparación De Las Características De Ruido Entre Fotodetectores Pin Y Apd

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 28 28. COMPARACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE RUIDO ENTRE FOTODETECTORES PIN Y APD 28.1 Objetivos Determinar, y comparar, la relación señal-ruido del fotodetector PIN y del APD. 28.2 Equipos y materiales • Osciloscopio • Voltímetro (Ancho de banda mínimo 100 kHz) •...
  • Página 110 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Receptor: - Modo Medidor de Potencia: ANALOG - Entrada Óptica: fotodetector nº 3 (APD Ge 0,1 mm) en el canal analógico - Longitud de onda: 850 nm - Filtro 100 kHz: Activado (conmutador S1 (1)) - Impedancia de salida: 75 Ω conmutador S2 (1)) NOTA: El ruido se medirá...
  • Página 111 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E ANALOG latiguillo latiguillo OUTPUT Atenuador Figura 2.- • Situar los potenciómetros, P5 y P7, de ajuste de la tensión inversa de polarización (U ) en su posición mínima. bias • Ajustar la atenuación del atenuador variable para que la potencia recibida por el fotodetector nº...
  • Página 112 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 102 10/2002...

  • Página 113: Wdm: Multiplexación Y Demultiplexación

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 29 29. WDM: MULTIPLEXACIÓN Y DEMULTIPLEXACIÓN 29.1 Objetivos Observar visualmente la multiplexación por longitud de onda (WDM) y determinar las atenuaciones de los filtros demultiplexadores. 29.2 Equipos y materiales • Sensor de reflexión • Latiguillos de fibra óptica •...
  • Página 114 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Ajustar la corriente (I ) del fotoemisor nº 3 del CH1 a 6 mA. bias • Fijar la corriente (I ) del fotoemisor nº 1 del CH2 a 3 mA. bias • Observar visualmente la luz, de las dos longitudes de onda, que emerge en el extremo del sensor de reflexión.
  • Página 115 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Figura 4.- • Modificar la relación entre las potencias de los puertos 2 y 3, mediante el tornillo de ajuste. Observar la radiación luminosa en el puerto 1. Medida de la demultiplexación de señales de diferentes longitudes de onda •...
  • Página 116 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Figura 6.- • Medir la atenuación del filtro de 650 nm insertado, para la excitación de 660 nm. • Substituir el adaptador ST con filtro de 650 nm, por el adaptador ST con filtro de 850 nm.

  • Página 117: Práctica 30

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Trasladar las atenuaciones medidas a la siguiente tabla. Filtro [dB] Excitación óptica 660 nm Excitación óptica 850 nm (Adaptador ST-ST) 650 nm 850 nm 10/2002 Página 107...
  • Página 118 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 108 10/2002...

  • Página 119: Sistema Wdm

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 30 30. SISTEMA WDM 30.1 Objetivos Determinar las potencias útiles y las potencias infiltradas en un sistema WDM. 30.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica • Adaptador ST-ST • Dispositivos WDM fijo • Adaptador ST para los fotodetectores con filtro de 650 nm •...
  • Página 120 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Figura 1.- • Establecer, en el medidor de potencia óptica, como valor de referencia a 660 nm, la potencia captada. • Instalar, en el fotodetector nº 4, el adaptador ST con filtro de 650 nm. • Conectar el fotoemisor nº 3 (LED 660 nm) con el fotodetector nº 4 (PIN Si 2,5 mm), mediante los dos dispositivos WDM fijos y el adaptador ST-ST, tal como muestra la figura.
  • Página 121 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Medir la potencia, captada por el fotodetector nº 4 (PIN Si 2,5 mm) a través del filtro de 850 nm (Señal infiltrada 660 nm). • Fijar la corriente (I ) del fotoemisor nº 4 del CH2 a 17 mA, y aguardar un bias minuto para que se estabilice.
  • Página 122 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Figura 6.- • Medir la potencia, captada por el fotodetector nº 4 (Si 2,5 mm) a través del filtro de 650 nm (Señal infiltrada 850 nm). • Trasladar los datos obtenidos a la siguiente tabla. Longitud de onda...

  • Página 123: Práctica 31

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 31 31. TRANSMISIÓN WDM 31.1 Objetivos Transmisión de dos señales diferentes por un sistema WDM. Separación en el receptor de las señales. 31.2 Equipos y materiales • Osciloscopio • Micrófono • Auriculares • Adaptador ST-ST •...
  • Página 124 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Conectar el micrófono a la entrada correspondiente, del emisor. • Ajustar la corriente (I ) del fotoemisor nº 4 del CH1 a 2 mA, y la ganancia bias (GAIN) al máximo. • Conectar un canal del osciloscopio al punto de test TP16 y GND, del emisor, que corresponde a la corriente que circula por fotoemisor del CH2.
  • Página 125 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Modificar, en el receptor, la polarización de la señal cuadrada recibida, con ayuda de los potenciómetros P4 (COARSE TRESHOLD) y P6 (FINE TRESHOLD), para conseguir en la salida digital una señal correcta; observar en el osciloscopio dicha señal (transmitida a 850 nm).
  • Página 126 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 116 10/2002...

  • Página 127: Práctica 32

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 32 32. SENSOR DE TRANSMISIÓN 32.1 Objetivos Observar como aumentan las pérdidas al reducir la superficie del haz óptico. 32.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica • Posicionador • Obturador • Elementos de limpieza 32.3 Realización práctica...
  • Página 128 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Figura 1.- • Ajustar, longitudinalmente, el soporte móvil del brazo superior para que la distancia entre los frentes de las fibras sea mínimo (aproximadamente la distancia entre los frentes de la fibra es de 5 mm).
  • Página 129 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Desplazar el obturador a la izquierda, hacia el haz luminoso, hasta detectar pérdidas en la potencia detectada. • Al detectar dichas pérdidas, girar una vuelta (hacia la área sin pérdidas) hasta situar el tornillo en alguna línea de graduación.
  • Página 130 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 120 10/2002...

  • Página 131: Práctica 33

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 33 33. SENSOR DE REFLEXIÓN 33.1 Objetivos Utilización de la fibra óptica como sensor de reflexión. 33.2 Equipos y materiales • Sensor de reflexión • Lámina reflectante • Posicionador • Elementos de limpieza 33.3 Realización práctica •...
  • Página 132 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Colocar en el dispositivo deslizante, que se encuentra delante del conector del sensor de reflexión, la lámina reflectante. Figura 2.- • Desplazar la lámina de reflexión hasta la área central. • Situar el soporte móvil del brazo superior (el que tiene conectado de el sensor de reflexión) en la posición 0 mm (la distancia entre el conector y la lámina de...
  • Página 133 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Representar gráficamente los resultados determinados. Figura 3.- 10/2002 Página 123...
  • Página 134 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 124 10/2002...

  • Página 135: Práctica 34

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 34 34. SENSOR DEL NIVEL DE LIQUIDO 34.1 Objetivos Observar como varían las pérdidas al sumergir la fibra óptica en distintos líquidos. 34.2 Equipos y materiales • Sensor-U • Recipiente para líquidos • Diversos tipos de líquidos •...
  • Página 136 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Rellenar el recipiente para líquidos con agua. Sumergir en su interior el codo del sensor-U, tal como se aprecia en la figura. Figura 2.- • Observar como durante la inmersión, del sensor-U, aumentan las pérdidas.

  • Página 137: Práctica 35

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 35 35. SENSOR DE TRANSMISIÓN DE PRESENCIA DE LÍQUIDO 35.1 Objetivos Analizar como varían las pérdidas al interponer entre dos fibras ópticas diferentes tipos de líquidos. 35.2 Equipos y materiales • Latiguillos de fibra óptica •...
  • Página 138 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Figura 1.- • Ajustar la posición de los dos soportes móviles para disponer los conectores en línea. • Insertar el recipiente para líquidos, entre los dos brazos de posicionador, acomodar la separación de los soportes móviles para que los conectores contacten con las paredes del recipiente.
  • Página 139 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Con los datos obtenidos rellenar la siguiente tabla. Medio A [dB] Aire Agua 1,33 Alcohol Etílico 1,36 Alcohol Isopropílico • Indicar un mínimo de tres aplicaciones que puede tener el sensor de transmisión. 10/2002 Página 129...
  • Página 140 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 130 10/2002...

  • Página 141: Práctica 36

    MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Práctica 36 36. CONEXIONADO CON EL KIT DE HERRAMIENTAS DE CONECTORIZACIÓN DE FIBRAS ÓPTICAS 36.1 Objetivos Montaje de conectores ST. 36.2 Equipos y materiales • Kit de Conectorización OPT-970-02, que incluye: Herramienta para extracción de la cubierta protectora de la fibra óptica...
  • Página 142 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Insertar el conector ST en la fibra óptica, tal como muestran las figuras siguientes. Figura 2a.- Figura 2b.- Figura 2c.- Figura 2d.- • Fijar el conector a la fibra óptica mediante la herramienta de crimpar (agujero .137”)
  • Página 143 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Por otro lado, disponer la lámina más abrasiva sobre la almohadilla elástica, que a la vez se encuentra sobre la almohadilla rígida • Trazar sobre la lámina más rugosa, con el disco de pulido que aloja la fibra, varías trayectorias en forma de 8, tal como muestra la figura siguiente.
  • Página 144 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E Página 134 10/2002...
  • Página 145 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E OBSERVACIONES: • Los fotodiodos que no se utilicen deben protegerse, contra los rasguños, mediante la cubierta protectora. • Extremar el cuidado cuando se cambien los adaptadores de los fotodetectores. • Los conectores de las fibras ópticas deben limpiarse antes de cada conexión, mediante un paño de limpieza antiestático humedecido con alcohol isopropílico.
  • Página 146 MANUAL DE PRACTICAS EF-970B-E • Al realizar la medida de potencia en el receptor tener en cuanta que la longitud de onda seleccionada corresponda con la longitud de onda de la fotoemisor. • Antes de desconectar el emisor y el receptor, todos los potenciometros deben situarse en la posición ‘cero’...

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