一种脉宽调制与波分复用光纤通信实验教学装置的制作方法

本实用新型涉及涉及脉宽调制与波分复用光纤通信技术领域，尤其是涉及一种脉宽调制与波分复用光纤通信实验教学装置。

背景技术：

目前，大部分的高校都采用工厂生产的脉宽调制与波分复用通信的实验箱进行脉宽调制与波分复用通信的实验教学，实验箱一般包括音频信号输入模块、用于脉宽调制与波分复用通信的可编程芯片和音频信号输出模块，用户只需要将音频信号输入模块和音频信号输出模块分别连接可编程芯片，即可观察到脉宽调制方法对传输质量的影响。

在对现有技术的研究过程中，本实用新型的发明人发现，现有的实验箱均采用可编程芯片，然而实验箱在使用一段时间后，可编程芯片会逐渐衰弱，当实验箱发生故障时，难以判断实验箱是电路损坏还是可编程芯片损坏，从而导致实验箱的维护难度增加。不仅如此，现有的实验箱由于芯片只能控制一条电路信道的传输，从而导致一个实验箱只能提供一个脉宽调制与波分复用通信的教学方案，进而增加教学成本。

技术实现要素：

本实用新型提供一种脉宽调制与波分复用光纤通信实验教学装置，无需采用可编程芯片，从而解决现有脉宽调制与波分复用通信装置采用可编程芯片而导致实验箱的维护难度增加的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种脉宽调制与波分复用光纤通信实验教学装置，包括包括信号发送机和信号接收机；其中，

所述信号发送机包括左信道调制模块、右信道调制模块和第一波分复用器；所述信号接收机包括第二波分复用器、左信道信号还原模块和右信道信号还原模块；

所述左信道调制模块的输出端口和右信道调制模块的输出端口分别与所述第一波分复用器的分波端口连接；所述第一波分复用器的合波端口与所述第二波分复用器的合波端口连接；

所述第二波分复用器的分波端口分别与所述左信道信号还原模块的输入端口和右信道信号还原模块的输入端口连接。

作为优选方案，所述左信道调制模块包括左声道音频信号采集电路和基于定时器的脉宽调制及转换电路；

所述左声道音频信号采集电路与所述基于定时器的脉宽调制及转换电路的输入端连接，所述基于定时器的脉宽调制及转换电路的输出端与所述第一波分复用器的分波端口连接；

所述左声道音频信号采集电路首先将采集到的第一音频信号转为第一电信号，并将所述第一电信号发送至所述基于定时器的脉宽调制及转换电路；其次，所述基于定时器的脉宽调制及转换电路接收到所述第一电信号后，将所述第一电信号转化为第一光信号，并将所述第一光信号发送至所述第一波分复用器；紧接着，所述第一波分复用器将所述第一光信号进行耦合。

作为优选方案，所述基于定时器的脉宽调制及转换电路包括第九电容、第十电容、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一激光器、第二激光器和555定时器；

所述第九电容的第一端分别与所述555定时器的二号引脚和第十一电阻的第一端连接，所述第九电容的第二端接地；

所述第十电容的第一端与所述555定时器的五号引脚连接，所述第十电容的第二端与所述左声道音频信号采集电路连接；

所述第十电阻的第一端分别与所述第十一电阻的第二端和所述555定时器的七号引脚连接；所述第十电阻的第二端分别与所述555定时器的八号引脚、所述555定时器的四号引脚和所述第十二电阻的第一端连接；

所述第十二电阻的第二端通过第一激光器与所述第二激光器的第一端连接；

所述第二激光器的第二端与所述555定时器的三号引脚连接；

所述555定时器的一号引脚接地；所述555定时器的八号引脚接电源。

作为优选方案，所述右信道调制模块包括右声道音频信号采集电路和基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路；

所述右声道音频信号采集电路与所述基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路的输入端连接，所述基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路的输出端与所述第一波分复用器的分波端口连接；

所述右声道音频信号采集电路首先将采集到的第二音频信号转为第二电信号，并将所述第二电信号发送至所述基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路；其次，所述基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路接收到所述第二电信号后，将所述第二电信号转化为第二光信号，并将所述第二光信号发送至所述第一波分复用器；紧接着，所述第一波分复用器将所述第二光信号进行耦合。

作为优选方案，所述基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路包括锯齿波发生器、第五电压比较器、第三激光器、第四激光器、第四十四电阻和第四十五电阻；

所述锯齿波发生器的第一端与所述第五电压比较器的反向输入端连接；所述锯齿波发生器的第二端接地；

所述第五电压比较器的同相输入端与所述右声道音频信号采集电路连接；所述第五电压比较器的输出端分别与所述第四十四电阻的第一端和第四激光器的第一端连接；所述第五电压比较器的三号引脚接电源；所述第五电压比较器的十二号引脚接地；

所述第四十四电阻的第二端分别接电源和第四十五号电阻的第一端，所述第四十五号电阻的第二端通过第三激光器与所述第四激光器的第二端连接。

作为优选方案，所述左信道信号还原模块包括左声道选频放大电路、左声道方波整形电路、左声道解调电路、左声道音频信号还原电路和左声道功率放大电路；

所述左声道选频放大电路的输入端与所述第二波分复用器的分波端口连接；所述左声道选频放大电路的输出端与所述左声道方波整形电路的输入端连接；

所述左声道方波整形电路的输出端与所述左声道解调电路的输入端连接；

所述左声道解调电路的输出端通过所述左声道音频信号还原电路与所述左声道功率放大电路连接；

所述第二波分复用器将所述第一波分复用器中的光信号进行分离，并将所述第一光信号发送至所述左声道选频放大电路，所述左声道选频放大电路接收到所述第一光信号后，对所述第一光信号进行放大，获得第一放大信号，所述左声道方波整形电路接收到所述第一放大信号后，对所述第一放大信号进行方波整形，获得第一整形信号，所述左声道解调电路接收到所述第一整形信号后，对所述第一整形信号进行解调，得到第一解调信号，并将所述第一解调信号发送至所述左声道音频信号还原电路，所述左声道音频信号还原电路对所述第一解调信号进行还原，得到第一还原信号，所述左声道功率放大电路接收到所述第一还原信号后，对所述第一还原信号进行功率放大，以实现第一音频信号的还原。

作为优选方案，所述右信道信号还原模块包括右声道选频放大电路、右声道方波整形电路、右声道解调电路、右声道音频信号还原电路和右声道功率放大电路；

所述右声道选频放大电路的输入端与所述第二波分复用器的分波端口连接；所述右声道选频放大电路的输出端与所述右声道方波整形电路的输入端连接；

所述右声道方波整形电路的输出端与所述右声道解调电路的输入端连接；

所述右声道解调电路的输出端通过所述右声道音频信号还原电路与所述右声道功率放大电路连接；

所述第二波分复用器将所述第二波分复用器中的光信号进行分离，并将所述第二光信号发送至所述右声道选频放大电路，所述右声道选频放大电路接收到所述第二光信号后，对所述第二光信号进行放大，获得第二放大信号，所述右声道方波整形电路接收到所述第二放大信号后，对所述第二放大信号进行方波整形，获得第二整形信号，所述右声道解调电路接收到所述第二整形信号后，对所述第二整形信号进行解调，得到第二解调信号，并将所述第二解调信号发送至所述右声道音频信号还原电路，所述右声道音频信号还原电路对所述第二解调信号进行还原，得到第二还原信号，所述右声道功率放大电路接收到所述第二还原信号后，对所述第二还原信号进行功率放大，以实现第二音频信号的还原。

作为优选方案，所述第一波分复用器的合波端口通过光纤传输链路与所述第二波分复用器的合波端口连接。

相比于现有技术，本实用新型实施例的有益效果：

本技术方案的脉宽调制的波分复用通信装置由左信道调制模块、右信道调制模块、第一波分复用器、第二波分复用器、左信道信号还原模块和右信道信号还原模块组成，通过上述结构使得本技术方案中的脉宽调制的波分复用通信装置不需要依赖可编程芯片，从而解决现有脉宽调制与波分复用通信装置采用可编程芯片而导致实验箱的维护难度增加的技术问题。

本技术方案的脉宽调制的波分复用通信装置由各个模块电路组成，集成度低。当装置发生故障时，只需要检测各个模块电路，无需检测可编程芯片，从而降低装置的维护难度。

本技术方案通过左信道调制模块和右信道调制模块、左信道信号还原模块和右信道信号还原模块以实现一个脉宽调制的波分复用通信装置集合多种教学方案，从而降低教学成本。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的脉宽调制与波分复用光纤通信实验教学装置的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例的脉宽调制与波分复用光纤通信实验教学装置的另一结构示意图；

图3是本实用新型第一实施例的左声道音频信号采集电路的电路结构图；

图4是本实用新型第一实施例的基于定时器的脉宽调制及转换电路的电路结构图；

图5是本实用新型第一实施例的左声道选频放大电路的电路结构图；

图6是本实用新型第一实施例的左声道方波整形电路的电路结构图；

图7是本实用新型第一实施例的左声道解调电路的电路结构图；

图8是本实用新型第一实施例的左声道音频信号还原电路的电路结构图；

图9是本实用新型第一实施例的左声道功率放大电路的电路结构图；

图10是本实用新型第一实施例的右声道音频信号采集电路的电路结构图；

图11是本实用新型第一实施例的基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路的电路结构图；

图12是本实用新型第一实施例的右声道选频放大电路的电路结构图；

图13是本实用新型第一实施例的右声道方波整形电路的电路结构图；

图14是本实用新型第一实施例的右声道解调电路的电路结构图；

图15是本实用新型第一实施例的右声道音频信号还原电路的电路结构图；

图16是本实用新型第一实施例的右声道功率放大电路的电路结构图；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

10、信号发送机；11、左信道调制模块；12、右信道调制模块；13、第一波分复用器；111、左声道音频信号采集电路；112、基于定时器的脉宽调制及转换电路；121、右声道音频信号采集电路；122、基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路；

20、信号接收机；21、第二波分复用器；22、左信道信号还原模块；23、右信道信号还原模块；221、左声道选频放大电路；222、左声道方波整形电路；223、左声道解调电路；224、左声道音频信号还原电路；225、左声道功率放大电路；231、右声道选频放大电路；232、右声道方波整形电路；233、右声道解调电路；234、右声道音频信号还原电路；235、右声道功率放大电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型第一实施例：

请参见图1，本实用新型第一实施例提供一种脉宽调制与波分复用光纤通信实验教学装置，包括信号发送机10和信号接收机20；其中，信号发送机10包括左信道调制模块11、右信道调制模块12和第一波分复用器13；信号接收机20包括第二波分复用器21、左信道信号还原模块22和右信道信号还原模块23；

左信道调制模块11的输出端口和右信道调制模块12的输出端口分别与第一波分复用器13的分波端口连接；第一波分复用器13的合波端口与第二波分复用器21的合波端口连接；第二波分复用器21的分波端口分别与左信道信号还原模块22的输入端口和右信道信号还原模块23的输入端口连接。

由上可见，本技术方案的脉宽调制的波分复用通信装置由左信道调制模块11、右信道调制模块12、第一波分复用器13、第二波分复用器21、左信道信号还原模块22和右信道信号还原模块23组成，通过上述结构使得本技术方案中的脉宽调制的波分复用通信装置不需要依赖可编程芯片，从而解决现有脉宽调制与波分复用通信装置采用可编程芯片而导致实验箱的维护难度增加的技术问题。

请参见图2，本实用新型第一实施例的脉宽调制与波分复用光纤通信实验教学装置的另一结构示意图。

信号发送机10包括左信道调制模块11、右信道调制模块12和第一波分复用器13；信号接收机20包括第二波分复用器21、左信道信号还原模块22和右信道信号还原模块23；其中，第一波分复用器13的合波端口通过光纤传输链路与第二波分复用器21的合波端口连接。

在本实施例中，左信道调制模块11包括左声道音频信号采集电路111和基于定时器的脉宽调制及转换电路112；左声道音频信号采集电路111与基于定时器的脉宽调制及转换电路112的输入端连接，基于定时器的脉宽调制及转换电路112的输出端与第一波分复用器13的分波端口连接。

在本实施例中，右信道调制模块12包括右声道音频信号采集电路121和基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路122；右声道音频信号采集电路121与基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路122的输入端连接，基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路122的输出端与第一波分复用器13的分波端口连接。

作为优选地，左信道信号还原模块22包括左声道选频放大电路221、左声道方波整形电路222、左声道解调电路223、左声道音频信号还原电路224和左声道功率放大电路225。其中，左声道选频放大电路221的输入端与第二波分复用器21的分波端口连接；左声道选频放大电路221的输出端与左声道方波整形电路222的输入端连接；左声道方波整形电路222的输出端与左声道解调电路223的输入端连接；左声道解调电路223的输出端通过左声道音频信号还原电路224与左声道功率放大电路225连接。

作为优选地，右信道信号还原模块23包括右声道选频放大电路231、右声道方波整形电路232、右声道解调电路233、右声道音频信号还原电路234和右声道功率放大电路235。其中，右声道选频放大电路231的输入端与第二波分复用器21的分波端口连接；右声道选频放大电路231的输出端与右声道方波整形电路232的输入端连接；右声道方波整形电路232的输出端与右声道解调电路233的输入端连接；右声道解调电路233的输出端通过右声道音频信号还原电路234与右声道功率放大电路235连接。

以下根据图2的电路对本实施例的具体工作原理进行说明。

左声道音频信号采集电路111、右声道音频信号采集电路121均用于将采集到的音频信号转为电信号，并对电信号进行初步滤波；基于定时器的脉宽调制及转换电路112和基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路122均用于先将电信号进行脉宽调制，再将电信号转换为光信号；基于定时器的脉宽调制及转换电路112和基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路122不同在于转换的光信号的波长不同，基于定时器的脉宽调制及转换电路112转换的光信号的波长为1550nm的光信号，基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路转换的光信号的波长为1310nm的光信号。第一波分复用器13用于将基于定时器的脉宽调制及转换电路112输出的光信号和基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路122输出的光信号进行耦合；第一波分复用器13和第二波分复用器21通过光纤传输链路进行连接，从而实现信号发送机10和信号接收机20之间的信息交互；第二波分复用器21将第一波分复用器13的光信号分离，将分离后的光信号分别输入到左、右信道，其中，左信道的光信号对应基于定时器的脉宽调制及转换电路112输出的光信号，右信道对应基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路122输出的光信号，左信道信号还原模块22和右信道信号还原模块23均用于将第二波分复用器21分离的光信号进行放大、方波整形、信号解调、信号还原和功率放大，以实现音频信号的还原。

藉由上述构造，本技术方案的脉宽调制的波分复用通信装置由各个模块电路组成，集成度低。当装置发生故障时，只需要检测各个模块电路，无需检测可编程芯片，从而降低装置的维护难度；同时，本技术方案在脉宽调制的波分复用通信装置中添加左信道调制模块11和右信道调制模块12，左信道信号还原模块22和右信道信号还原模块23以实现一个脉宽调制的波分复用通信装置集合多种教学方案，降低教学成本。

请参见图3，图3是本实用新型第一实施例的左声道音频信号采集电路111的电路结构图；左声道音频信号采集电路111包括第一麦克风m1、第一三极管q1、第二三极管q2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8和音频信号输入单元a1。

在本实施例中，第一麦克风m1的第一端分别与第一电阻r1的第一端和第一电容c1的第一端连接，第一麦克风m1的第二端接地；第一电阻r1的第二端分别与第二电阻r2的第一端、第四电阻r4的第一端、第二电容c2的第一端、第六电阻r6的第一端和第七电阻r7的第一端连接；第二电阻r2的第二端分别与第一电容c1的第二端、第三电阻r3的第一端和第一三极管q1的基极连接；第四电阻r4的第二端分别与第一三极管q1的集电极、第四电容c4的第一端连接；第五电阻r5的第一端分别与第一三极管q1的发射极和第三电容c3的第一端连接；第六电阻r6的第二端分别与第四电容c4的第二端和第二三极管q2的基极连接；第七电阻r7的第二端分别与第二三极管q2的集电极、第六电容c6的第一端和第九电阻r9的第一端连接；第八电阻r8的第一端分别与第二三极管q2的发射极和第五电容c5的第一端连接；第九电阻r9的第二端分别与音频信号输入单元a1、第七电容c7的第一端、第八电容c8的第一端连接；第八电容c8的第二端与基于定时器的脉宽调制及转换电路112连接；第三电阻r3的第二端、第五电阻r5的第二端、第三电容c3的第二端、第八电阻r8的第二端和第五电阻r5的第二端、第六电容c6的第二端、第七电容c7的第二端均接地。

在本实施例中，左声道音频信号采集电路111用于采集左声道是音频信号，并将音频信号转为电信号。以下对左声道音频信号采集电路111工作原理进行具体说明：

语音推动麦克风使得麦克风两端产生随语音信号而变化的电压信号，实现音频信号转换为电信号，第一电容c1用于阻隔直流使得麦克风所产生的动态电压信号进入第一三极管q1，第一三极管q1和第二三极管q2周围的电阻电容为常规的放大电阻构成，需特别说明，第三电容c3用于滤除后级调制器通过电源线反馈的高频信号，第四电容c4、第五电容c5和第六电阻r6组成低通滤波器，该低通滤波器用于筛选出第二三极管q2输出端的有用的音频信号，并通过第六电容c6耦合到基于定时器的脉宽调制及转换电路112。

参见图4，图4是本实用新型第一实施例的基于定时器的脉宽调制及转换电路112的电路结构图；基于定时器的脉宽调制及转换电路112包括第九电容c9、第十电容c10、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第一激光器x1、第二激光器x2和555定时器u1。

在本实施例中，第九电容c9的第一端分别与555定时器u1的二号引脚和第十一电阻r11的第一端连接，第九电容c9的第二端接地；第十电容c10的第一端与555定时器u1的五号引脚连接，第十电容c10的第二端与左声道音频信号采集电路111连接；第十电阻r10的第一端分别与第十一电阻r11的第二端和555定时器u1的七号引脚连接；第十电阻r10的第二端分别与555定时器u1的八号引脚、555定时器u1的四号引脚和第十二电阻r12的第一端连接；第十二电阻r12的第二端通过第一激光器x1与第二激光器x2的第一端连接；第二激光器x2的第二端与555定时器u1的三号引脚连接；555定时器u1的一号引脚接地；555定时器u1的八号引脚接电源。

在本实施例中，基于定时器的脉宽调制及转换电路112，用于将电信号进行脉宽调制，再将电信号转换为光信号，以下对基于定时器的脉宽调制及转换电路112工作原理进行具体说明：

基于定时器的脉宽调制及转换电路112产生的采样脉冲对电信号进行脉宽调制，再将电信号转为波长为1550nm的光信号，需特别说明的是，通过比较第九电容c9和第十电容c10的电压，555定时器u1可输出高低电平的变化，并且输出的脉宽取决于左声道音频信号采集电路111产生的音频信号。

参见图5，图5是本实用新型第一实施例的左声道选频放大电路221的电路结构图；左声道选频放大电路221包括第一光敏二极管d1、第十一电容c11、第十二电容c12、第十三电容c13、第十四电容c14、第十五电容c15、第十六电容c16、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第三三极管q3、第四三极管q4、第五三极管q5、第一电感l1和第二电感l2。

在本实施例中，第一光敏二极管d1的阴极、第十一电容c11的第一端、第二电容c2的第一端、第十四电阻r14的第一端第十六电阻r16的第一端和第十八电阻r18的第一端均接电源；第一光敏二极管d1的阳极分别与第三三极管q3的集电极和第四三极管q4的基极连接；第十四电阻r14的第二端分别与第十三电容c13的第一端和第四三极管q4的集电极连接；第十五电阻r15的第一端分别与第十三电阻r13的第二端、第四三极管q4的发射极和第一电感l1的第一端连接；第十六电阻r16的第二端分别与第十三电容c13的第二端、第十七电容c17的第一端和第五三极管q5的基极连接；第十八电阻r18的第二端分别与第五三极管q5的集电极和第十五电容c15的第一端连接；第十九电阻r19的第一端分别与第五三极管q5的发射极和第二电感l2的第一端连接；第一电感l1的第二端通过第十四电容c14接地；第二电感l2的第二端通过第十六电容c16接地；第十一电容c11、第十二电容c12第三三极管q3的发射极、第十五电阻r15的第二端、第十七电容c17的第二端和第十九电阻r19的第二端接地。

在本实施例中，左声道选频放大电路221用于将第二波分复用器21分离的1550nm波长光信号转为电信号，并进行初步的降噪处理，以下根据图5的电路对本实施例的工作原理进行说明：

当左声道选频放大电路221的探测器检测到1550nm的波长后导通，其阻抗减小，第四三极管q4提供了偏置电流，红外信号经光电转换后被第四三极管q4放大，第四三极管q4的发射极信号经第十三电阻r13限流后进入第三三极管q3的基极，使第三三极管q3处于放大状态，拉大探测器的电流，使探测器进一步导通，探测到的信号进一步增大。其中，第十一电容c11、第十二电容c12为电源滤波电容，为滤除后级输出信号通过电源线而反馈到前级输入，导致正反馈震荡，并且在其后组成lc选频网络，与射极电阻相并联，取消中心频率附近的电流串联负反馈，使中心频率附近的电流得到有效的放大，放大后的电流通过集电极的电阻而得到有效的电压放大；利用第十三电容c13耦合到第五三极管q5构成二级放大电路使得信号进一步得到放大，然后通过第十五电容c15耦合到左声道方波整形电路222。

参见图6，图6是本实用新型第一实施例的左声道方波整形电路222的电路结构图；左声道方波整形电路222包括第二十电阻r20、第二十一电阻r21、第二十二电阻r22和第一电压比较器u2a。其中，第二十电阻r20第一端、第一电压比较器u2a的三号引脚和第二十二电阻r22的第一端接电源；第二十电阻r20的第二端分别与第一电压比较器u2a的反向输入端和第二十一电阻r21的第一端连接；第二十二电阻r22的第二端分别与第一电压比较器u2a的输出端和左声道解调电路223连接；第一电压比较器u2a的同向输入端与左声道选频放大电路221连接；第一电压比较器u2a的十二号引脚和第二十一电阻r21的第二端接地。

在本实施例中，左声道方波整形电路222用于将已经变形的矩形脉冲调制信号恢复原状，以下根据图6的电路对本实施例的工作原理进行说明：

左声道方波整形电路222利用第一电压比较器u2a的特性，使左声道方波整形电路222所输出的信号与参考电压5v进行比较，从而使已经变形的矩形信号的波峰变的坡度变平缓。

参见图7，图7是本实用新型第一实施例的左声道解调电路223的电路结构图；左声道解调电路223包括第二十三电阻r23、第十七电容c17和第二电压比较器u3a。

在本实施例中，第二十三电阻r23的第一端与左声道方波整形电路222连接，第二十三电阻r23的第二端分别与第十七电容c17的第一端、第二电压比较器u3a的同向输入端连接；第二电压比较器u3a的反向输入端连接在第三电压比较器u4a的输出端与左声道音频信号还原电路224的连接路上；第十七电容c17的第二端和第二电压比较器u3a的四号引脚均接地；

在本实施例中，左声道解调电路223主要通过第二电压比较器u3a的特性与第十七电容c17充放电的特征性，对左声道方波整形电路222输出的方波进行初步的解调。

参见图8，图8是本实用新型第一实施例的左声道音频信号还原电路224的电路结构图；左声道音频信号还原电路224包括第十八电容c18、第十九电容c19、第二十电容c20、第二十一电容c21、第二十四电阻r24、第二十五电阻r25、第二十六电阻r26、第二十七电阻r27、第三电压比较器u4a和第四电压比较器u5a。

在本实施例中，左声道解调电路223依次通过第二十四电阻r24和第二十五电阻r25与第三电压比较器u4a的同相端连接，第三电压比较器u4a的反向输入端与第三电压比较器u4a的输出端连接；第三电压比较器u4a的输出端依次通过第十九电容c19和第二十五电阻r25与第三电压比较器u4a的同向输入端连接；第三电压比较器u4a的输出端还依次通过第二十六电阻r26和第二十七电阻r27与第四电压比较器u5a的同向输入端连接，第四电压比较器u5a的输出端分别与第四电压比较器u5a的反向输入端、同向输入端和左声道功率放大电路225连接，具体电路图可参见图8。

在本实施例中，左声道功率放大电路225主要通过两次rc滤波电路，即四阶滤波电路，实现对左声道解调电路223的进一步地降噪。

参见图9，图9是本实用新型第一实施例的左声道功率放大电路225的电路结构图；左声道功率放大电路225包括第二十二电容c22、第二十三电容c23、第二十四电容c24、第二十五电容c25、第二十八电阻r28、第二十九电阻r29、第三十电阻r30、第三十一电阻r31、第三十二电阻r32、第三十三电阻r33、第三十四电阻r34、第六三极管q6、第七三极管q7、第二二极管d2和第一扬声器y1；其中，第二十八电阻r28和第三十二电阻r32为变阻器。

在本实施例中，左声道音频信号还原电路224通过第二十二电容c22分别与第二十九电阻r29的第一端、第三十电阻r30的第一端和第六三极管q6的基极连接；第二十九电阻r29的第二端与第二十八电阻r28的第一端连接，第二十八电阻r28的第二端分别与第二十三电容c23和第二十八电阻r28的第三端连接，第二十八电阻r28的第三端通过第二十五电容c25与第一扬声器y1连接；第三十二电阻r32的第一端连接在第二十八电阻r28的第三端与第二十五电容c25的链接路上，第三十二电阻r32的第二端分别与第三十一电阻和第三十二电阻r32的第三端连接；第三十二电阻r32还通过第二二极管分别与第六三极管q6的集电极和第八三极管的基极连接，具体电路图可参见图9。

在本实施例中，左声道功率放大电路225通过互补对称放大电路网络，使电信号进行功率放大。

参见图10，图10是本实用新型第一实施例的右声道音频信号采集电路121的电路结构图，右声道音频信号采集电路121的电路结构图与左声道音频信号采集电路111的电路结构图相同，工作原理也相同，为了避免重复说明，详情可参见左声道音频信号采集电路111的工作原理。

参见图11，图11是本实用新型第一实施例的基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路122，基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路122包括锯齿波发生器u6a、第五电压比较器u6a、第三激光器x3、第四激光器x4、第四十四电阻r44和第四十五电阻r45。

在本实施例中，锯齿波发生器u6a的第一端与第五电压比较器u6a的反向输入端连接；锯齿波发生器u6a的第二端接地；第五电压比较器u6a的同相输入端与右声道音频信号采集电路121连接；第五电压比较器u6a的输出端分别与第四十四电阻r44的第一端和第四激光器x4的第一端连接；第五电压比较器u6a的三号引脚接电源；第五电压比较器u6a的十二号引脚接地；第四十四电阻r44的第二端分别接电源和第四十五号电阻的第一端，第四十五号电阻的第二端通过第三激光器x3与第四激光器x4的第二端连接。

在本实施例中，基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路122用于将电信号进行脉宽调制，再将电信号转换为光信号，以下对基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路122工作原理进行具体说明：

基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路122产生的采样脉冲对电信号进行脉宽调制，再将电信号转为波长为1310nm的光信号，需特别说明的是，基于锯齿波发射器与电压比较器的脉宽调制及转换电路122是以第五电压比较器u6a为核心，通过锯齿波发生器u6a产生固定频率的锯齿波脉冲，使之与右声道音频信号采集电路121产生的电信号比较，即可以产生固定矩形脉冲，并且输出脉宽取决于右声道音频信号采集电路121所产生的信号。

在本实施例中，右信道信号还原模块23与左信道信号还原模块22的电路结构和工作原理相同，为了避免重复说明，详情可参见图12、图13、图14、图15和图16。

藉由上述构造，本实用新型实施例具有如下有益效果：

1、本技术方案的脉宽调制的波分复用通信装置由左信道调制模块、右信道调制模块、第一波分复用器、第二波分复用器、左信道信号还原模块和右信道信号还原模块组成，通过上述结构使得本技术方案中的脉宽调制的波分复用通信装置不需要依赖可编程芯片，从而解决现有脉宽调制与波分复用通信装置采用可编程芯片而导致实验箱的维护难度增加的技术问题。

2、本技术方案的脉宽调制的波分复用通信装置由各个模块电路组成，集成度低。当装置发生故障时，只需要检测各个模块电路，无需检测可编程芯片，从而降低装置的维护难度。

3、本技术方案在脉宽调制的波分复用通信装置中添加左信道调制模块和右信道调制模块，左信道信号还原模块和右信道信号还原模块以实现一个脉宽调制的波分复用通信装置集合多种教学方案，降低教学成本。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。