第一章概論-光接收機(jī)(存儲(chǔ)版)
【正文】 接收機(jī) ， 即用 “ 光電集成電路 (OEIC)技術(shù) ” 在同一芯片上集成包括光檢測(cè)器在內(nèi)的全部元件 。 提供高的增益，放大到適合于判決電路的電平 A G C電 路 均 衡 器 主 放 大 器主放大器 ? 主放大器一般是多級(jí)放大器，它的功能主要是提供足夠高的增益，把來(lái)自前置放大器的輸出信號(hào)放大到判決電路所需的信號(hào)電平。 B. APD最大的優(yōu)點(diǎn)是它具有載流子倍增效應(yīng)，一般來(lái)說(shuō)其探測(cè)靈敏度特別高，但需要較高的偏置電壓和溫度補(bǔ)償電路。第七章 光接收機(jī) 光 接 收 機(jī) 光接收機(jī)的誤碼源 光接收機(jī)的靈敏度 光 接 收 機(jī) 光接收機(jī)作用是將光纖傳輸后的幅度被衰減、波形產(chǎn)生畸變的、微弱的光信號(hào)變換為電信號(hào)，并對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大、整形、再生后，再生成與發(fā)送端相同的電信號(hào)，輸入到電接收端機(jī)，并且用自動(dòng)增益控制電路（ AGC）保證穩(wěn)定的輸出。 A. pin光電二極管具有良好的光電轉(zhuǎn)換線性度，不需要高的工作電壓，響應(yīng)速度快。用以擴(kuò)大接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍。 不論是硅 (Si)還是砷化鎵 (GaAs)IC技術(shù)都能夠使集成電路的工作帶寬超過(guò) 2GHz， 甚至達(dá)到 10GHz。 直接功率檢測(cè)方式是通過(guò)光電二極管直接將接收的光信號(hào)恢復(fù)成基本調(diào)制信號(hào)的過(guò)程 。 光接收機(jī)的靈敏度 數(shù)字光接收機(jī)的誤碼率 由于噪聲的存在 ， 放大器輸出的是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程 ， 其取樣值是隨機(jī)變量 ， 因此在判決時(shí)可能發(fā)生誤判 ，把發(fā)射的 “ 0” 碼誤判為 “ 1” 碼 ， 或把 “ 1” 碼誤判為 “ 0” 碼 。 利用數(shù)值計(jì)算技術(shù)求得誤碼率的方法非常費(fèi)時(shí) ，而且不能對(duì)光接收機(jī)的設(shè)計(jì)提供多少幫助 。此時(shí)，每 11分鐘才有一位誤碼，通常這是可以容忍的 2 1 2 0 1 9 1 810510610710810910 1 0 271 2231 2311Bit Error RateR e c e i v e d O p t i c a l P o w e r ( d B m )典型的 10Gb/s光接收機(jī)的誤碼特性 眼圖是觀測(cè)系統(tǒng)性能最直觀、最簡(jiǎn)單 的方法。 量子極限 (續(xù) ) ? ? Nr eP ??02/)0( 010110 Nreeee ePPPPP ?????? 一個(gè)數(shù)字光纖鏈路工作在 850nm時(shí)要求 BER為 109。 從上式可以看出 ， 光接收機(jī)的帶寬將大于奈奎斯特帶寬 。 pin光信噪比 光信噪比 vs. 平均接收光功率 討論： 1) 低信號(hào)入射：系統(tǒng)噪聲主 要為電路噪聲，此時(shí)使用 具有一定放大能力的 APD 有助于提高 S/N，直到量 子噪聲被放大到可以與電 路噪聲比擬； 2) 大信號(hào)入射：系統(tǒng)噪聲主 要以量子噪聲為主，此時(shí) 使用 APD沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)? 相比信號(hào)，量子噪聲隨放 大倍數(shù)增大得更快。 判決電路的作用為：當(dāng)信號(hào)在判決時(shí)刻大于判決閾值時(shí) ， 判決電路輸出 “ 1” ；當(dāng)信號(hào)在判決時(shí)刻小于判決閾值時(shí) ， 判決電路輸出 “ 0” ?？梢缘玫?E， 即： (b) 對(duì)一個(gè)傳輸速率為 10Mb/s的簡(jiǎn)單二值信號(hào)系統(tǒng)，為了得到 109的 BER指標(biāo)，試求光檢測(cè)器上的最小入射功率 P0。假設(shè)在時(shí)間 t內(nèi)有一個(gè)能量為 E 的光脈沖落在光檢測(cè)器上，在時(shí)間 t內(nèi)產(chǎn)生的電子空穴對(duì)的均值為： 而 t內(nèi)實(shí)際產(chǎn)生的電子個(gè)數(shù) n服從泊松分布： ? ? !neNnP Nnr ?? 光檢測(cè)器的量子
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