1. materiel / logiciels / documents a votre disposition

LEGT Saint-Louis
TS2 Génie Optique Photonique
TP Phy 582646722
TRANSMISSION PAR FIBRE
OPTIQUE
SAMSO
est quasi-linéaire.


Durée: 3H. Ce T.P. comporte 4 pages.
PDEL = k.iF (k : efficacité constante en W/A)
La diode laser (DL ou LD) est aussi alimentée sous tension directe u. Sa caractéristique
optoélectronique principale est: PDL = f(iF)
1. MATERIEL / LOGICIELS /
DOCUMENTS A VOTRE DISPOSITION
n’est pas linéaire.
Kit Educoptic- Cordons optiques - Manuel d'utilisation - Multimètres - GBF - Cordons BNC – Oscilloscope TDS 310 - Micro-ordinateur + câble de liaison
série avec oscilloscope - Logiciel Excel – Logiciel de
capture des valeurs de l’oscillo.
PRECAUTIONS D’UTILISATION
2.1.2 Etude de la DEL du module 850 nm
Utiliser la DEL et la PIN du module 850 nm. Consulter le manuel d'utilisation.
Relever la composition du module et les caractéristiques optiques des composants de ce module.
Lire le manuel "RELEVE DE LA
Prendre le manuel Educoptic. Lire les précautions d'emploi et veiller en particulier à ce que les
potentiomètres soient en position minimale avant
la mise sous tension et avant la coupure du circuit d'alimentation.
COURBE P = f(I) d'une DEL".
Relier la sortie optique de la DEL à
l'entrée optique du récepteur PIN par un cordon optique (jarretière).
Brancher les voltmètres pour mesure
iF de la DEL et iR de la PIN.
Faire vérifier le montage
REMARQUE GENERALE
On constate que les courants sont toujours
mesurés indirectement en prélevant la tension au
bord d'une résistance connue. Intensité : multimètre sur position voltmètre.
Mettre sous tension.
Porter iF à sa valeur maximale, inférieure à 100 mA, puis le faire varier jusqu'à 0
en s’arrêtant sur la valeur 50 mA. Relever
2. TRAVAIL DEMANDE
(environ 12 points) les valeurs correspondantes de IPIN.
2.1 Etude de l'émetteur
Dans un fichier Excel, calculer la
puissance reçue par la PIN pour iF=50 mA :
2.1.1 Emetteurs (voir cadre1)
En optoélectronique, deux types d’émetteurs sont
utilisés, qui peuvent émettre un signal continu, modulé ou pulsé.

i PIN50
puis le rendement de la conS
PPIN
nectique :  
PDEL
PPIN 
La diode électroluminescente (DEL ou
LED) est alimentée sous tension directe u.
Elle émet une puissance lumineuse PDEL
PDEL  k.i PIN avec : k 
lorsqu'elle est traversée par un courant direct
courant direct iF (F
18,6W
i PIN50
forward).
Tracer PDEL = f(iF). Conclusion :
caractéristique
pourquoi ce composant est-il bien adapté
comme
Sa
Ceci nous permet de relier iPIN à
PDEL.
pour transmettre un signal analogique ?
Baisser les potentiomètres. Couper l'alimentation du module 850 nm.
optoélectronique
principale est: PDEL
Cadre 1
=f(iF) à u constant
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2.2.2 Etude d'un récepteur PDA au silicium.
Utiliser la DEL du module 850 nm et la PDA au
silicium du module rétrodiffusion.
2.2 Etude d'un récepteur (voir cadre2)
Deux types de récepteurs sont utilisés en optoélectronique. Ils sont alimentés sous tension inverse
uR (R comme reverse) et
parcourus par un courant
inverse iR.

La
photodiode
PIN fonctionne à
uR constant et son
courant est proportionnel
puissance
à
Cadre 2
la
lumi-
neuse P reçue : iR = S.P
(S :
sensibilité en A/W)

SAMSO
La photodiode à avalanche (PDA ou APD)
peut fonctionner à uR variable ; iR dépend de
P et de uR :
iR = M.S.P
(M : coefficient d'amplification dépendant de
uR).
2.2.1 Etude du récepteur PDA au germanium du
module 1300 nm.
Utiliser la DEL et la PDA au germanium du
module 1300 nm. Consulter le manuel d'utilisation.
Relever la composition du module et les caractéristiques optiques des composants de ce module.
Vérifier les potentiomètres. Faire la liaison optique. Brancher les voltmètres.
Faire vérifier le montage
Mettre sous tension.
Régler iDEL = 30 mA. Faire varier uR. Sous
Excel, faire un tableau en relevant uR et la
valeur correspondante iR . Surligner en la valeur particulière iR0 qui correspond à uR = 4
V.
Idem pour iDEL = 70 mA
puis pour iDEL = 110 mA
Dans les tableaux, pour chaque valeur de
iR
iDEL, calculer: M 
iR0
Tracer sur un même graphe M = f(uR) pour
les trois valeurs de iDEL.
Conclusion : de quoi dépend M ? Que deviendrait cette fonction en cas de saturation
de la PDA ?
Relier à l’aide de jarretières la sortie
DEL à la PDA au silicium du module rétrodiffusion
Brancher le voltmètre qui mesure iF
de la DEL et le voltmètre qui mesure le courant iR de la PDA sur la sortie « signal rétrodiffusé ».
Régler la DEL à son intensité maximale et alimenter la PDA du module rétrodiffusion sous une tension voisine de 170 V.
Que constate-t-on lorsque le courant
DEL diminue? Montrer à un professeur.
Diminuer le courant DEL afin que la
tension permettant de mesurer le courant iPDA
reste inférieure à 9 V. Ne plus modifier sa valeur.
Faire varier UR entre 0V et sa valeur
maximale. Relever iR=f(UR) en appelant iR0 la
valeur particulière qui correspond à UR voisin
de 20 V.
iR
Calculer M 
iR0
Tracer sur un graphe M = f(UR) pour
la PDA au silicium et fournir le fichier.
Conclusion : comparer à la caractéristique de la PDA au germanium.
Baisser les potentiomètres. Couper l'alimentation
du module 1300 nm.
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SAMSO
2.3.2 Tension sinusoïdale
2.3 Transmission d'un signal modulé
Garder le même montage mais brancher la sortie
de la DEL sur l’entrée d’une bobine puis la sortie
de la bobine sur l'entrée PDA.
Refaire les mêmes mesures avec
cette fois à l'entrée une tension sinusoïdale
de valeurs crêtes +1 V, -1 V ,de fréquence
2.3.1 Tension créneaux
Régler au préalable à l'aide d'un oscillo le signal
de sortie d'un GBF (prévoir un T et des cordons
BNC) pour avoir une tension créneaux +1 V, -1 V de
fréquence 100 kHz. Montrer à un professeur
Régler iF à environ 5 mA et envoyer
100 kHz.
Faire des impressions des différents
écrans de l’oscillo en précisant si l’on est sur
la positon AC ou DC et fournir les fichiers
Calculer
le
taux
d'ondulation:
Ua
Ω
us
en dérivation le signal du GBF sur l'entrée
Vérifier de plus que, dans ce cas, la
modulation de la DEL. Que constate-t-on à
valeur efficace de la composante alternative
l'oscillo ? Conclusion : expliquer le problème
vaut:
d’impédance et dire comment on pourrait le
résoudre.
Ua 
 
us  us
2 2
Baisser les potentiomètres d’alimentation. Couper
les alimentations des modules 850nm et rétrodiffusion.
Observer le signal en sortie de fibre
(sotie dite rétrodiffusion) sur l'autre voie de
l'oscillo. Faire varier légèrement iF et le régler
à la valeur minimale permettant d’obtenir un
signal de sortie fidèle (sans écrêtage par le
bas) au signal d’entrée de la liaison.
Faire vérifier le montage.
Pour chaque observation et mesure,
transférer le signal de l’oscilloscope vers le
micro-ordinateur. Imprimer ce graphe en précisant si l’on est sur la positon AC ou DC, et
sauvegarder le fichier.
En utilisant le mode DC de l'oscillo
(dans horizontal menu) on visualise le signal
complet. Mesurer (en validant la touche mesure sur la bonne voie de l’oscillo) la valeur
efficace U, la composante continue us et la
valeur crête à crête
 
us  us de ce signal.
En utilisant le mode AC de l'oscillo,
on visualise la composante alternative. Mesurer la valeur efficace Ua , la composante
usa et la valeur crête à crête
 
us  us de ce signal.
continue
Calculer
Ω
le
taux
d'ondulation :
Ua
us
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TP de Physique 582646722
SAMSO
NOMS : …………………………….
Date : ………………….
………………………….
………………………….
FEUILLE A RENDRE EN FIN DE SEANCE
Barème de correction
§
Pts sur
place
Travail à faire
2.1.2 DEL du module 850 nm Relever la composition du module et
les caractéristiques
Faire vérifier le montage
___/1
Sous Excel : Faire un tableau, Tracer PDEL = f(iF),Conclusion
Remarques
___/1
___/2,5
2.2.1 PDA au germanium Relever la composition du module et les ca-
ractéristiques
Faire vérifier le montage
Régler iDEL = 30 mA, faire un tableau en relevant uR et la valeur
correspondante iR . Idem pour iDEL = 70 mA puis pour
iDEL = 110 mA. Pour chaque valeur de iDEL, calculer M. Tracer sur
un même graphe M = f(uR). Conclusion
Pts.
rapport
___/1
___/1
PDA au silicium Que constate-t-on lorsque le courant DEL
___/1
diminue?
Relever iR=f(UR). Calculer M. Tracer sur un graphe M = f(UR)
pour la PDA au silicium. Conclusion
2.3.1 Montrer à un professeur
___/1
Tension créneaux Faire des impressions et fournir les fichiers.
Calculer le taux d'ondulation
Tension sinusoïdale Faire des impressions et fournir les
2.3.2
fichiers. Calculer le taux d'ondulation. Vérifier
___/4
2.2.2
Les points dans les champs grisés sont attribués sur place. À la correction, ces points
ne seront plus reportés sur le compte-rendu.
___/2,5
___/2,5
___/2,5
Note : ___/20
Remarques des élèves (problèmes matériels, erreurs dans le sujet, …) :
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