【正文】 電二極管，監(jiān)測(cè)激光器背向輸出光功率的大小， 若功率小于某一額定值時(shí)，通過(guò)反饋電路后驅(qū)動(dòng)電流增加，并達(dá)到額定輸出功率值。反之， 當(dāng)BG2基極電位低于BG3基極電位時(shí)，BG3導(dǎo)通，所有驅(qū)動(dòng)電流都通過(guò)LD。 考慮到某些激光器在某些區(qū)域有自脈動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生，Im的選擇應(yīng)避開這些區(qū)域。這種波動(dòng)也將引起閾值電流和輸出光功率發(fā)生波動(dòng)。由圖中可以看出，由于 LD 加了足夠的預(yù)偏置電流，調(diào)制電流脈沖幅度較小，預(yù)偏置后張弛振蕩大大減弱，譜線減少，光譜寬度變窄；另外，電光延遲的減小，也大大提高了調(diào)制速率。預(yù)偏置為15mA，電流峰值為100mW。 但由于發(fā)射極輸出的負(fù)載不是純電阻， 可能使電路發(fā)生振蕩。采用鍺二極管和電阻與LED并聯(lián)，在大電流時(shí)起分流作用，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)電流范圍，提高LED的線性，該電路的諧波失真小于45dB。產(chǎn)生的非線性失真必須低于 30dB～50dB。1．LED的直接調(diào)制原理圖83為對(duì)LED進(jìn)行模擬調(diào)制的原理圖。模擬調(diào)制又可分為兩類，一類是利用模擬基帶信號(hào)直接對(duì)光源進(jìn)行調(diào)制；另一類采用連續(xù)或脈沖的射頻波作副載波，模擬基帶信號(hào)先對(duì)它進(jìn)行調(diào)制，再用該已調(diào)制的副載波去調(diào)制光載波。 光波的調(diào)制在光纖通信系統(tǒng)中，把隨信息變化的電信號(hào)加到光載波上，使光載波按信息的變化而變化，這就是光波的調(diào)制。工作壽命長(zhǎng)?？稍谳^寬的溫度范圍內(nèi)正常工作。方向性差，發(fā)散度大。最常用的半導(dǎo)體發(fā)光器件是發(fā)光二極管(LED)和激光二極管(LD)。（五）教學(xué)要點(diǎn)：重點(diǎn)闡述光發(fā)射機(jī)模擬/數(shù)字調(diào)制的工作原理及各項(xiàng)基本指標(biāo)的含義，以及有關(guān)光源各種電路的原理；光接收機(jī)的原理、性能指標(biāo)、光纖通信波分復(fù)用技術(shù)的原理框圖。（三）主要內(nèi)容（重點(diǎn)、難點(diǎn)）和方法：178。它由光源、驅(qū)動(dòng)器和調(diào)制器組成。（一）學(xué)習(xí)者分析：本章為光發(fā)射機(jī)與光接收機(jī)及光纖通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，是光源及其驅(qū)動(dòng)電路、光探測(cè)器及其驅(qū)動(dòng)電路、光通信系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。（四）基本要求：178。由于光纖通信系統(tǒng)的傳輸媒介是光纖，因此作為光源的發(fā)光器件，應(yīng)滿足以下要求： (1)體積小，與光纖之間有較高的耦合效率； (2)發(fā)射的光波波長(zhǎng)應(yīng)位于光纖的三個(gè)低損耗窗口，； (3)可以進(jìn)行光強(qiáng)度調(diào)制； (4)可靠性高，要求它工作壽命長(zhǎng)、工作穩(wěn)定性好，具有較高的功率穩(wěn)定性、波長(zhǎng)穩(wěn)定性和光譜穩(wěn)定性； (5)發(fā)射的光功率足夠高，以便可以傳輸較遠(yuǎn)的距離； (6)溫度穩(wěn)定性好，即溫度變化時(shí)，輸出光功率以及波長(zhǎng)變化應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。2．帶寬大，調(diào)制速率高，幾百M(fèi)Hz一幾十GHz。6．制造工藝難度大，成本高。10．可靠性一般。對(duì)直接調(diào)制，驅(qū)動(dòng)電路需給光源加一直流偏置；而外調(diào)制方式中光源的驅(qū)動(dòng)為恒定電流，以保證光源輸出連續(xù)光波。光源直接調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、容易實(shí)現(xiàn)，但調(diào)制速率受載流子壽命及高速率下的性能退化的限制。 LED的驅(qū)動(dòng)電路在小型模擬或低速、短距離數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，可以采用LED作為系統(tǒng)光源。模擬系統(tǒng)或數(shù)字系統(tǒng)都是通過(guò)控制流經(jīng)發(fā)光管電流的辦法達(dá)到調(diào)制輸出光功率的目的。晶體管工作在甲類工作狀態(tài)，調(diào)整基極偏置，使晶體管和發(fā)光管都偏置在各自的線性區(qū)，并使靜態(tài)集電極電流即LED的偏置電流IB＝Im／m 。圖66 LED數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路在圖86中，圖(a)為晶體管共射驅(qū)動(dòng)電路，晶體管用作飽和開關(guān)，提供電流增益β，其兩端的電壓降較小，飽和壓降Vcc≈。這種電路類似線性差分放大器，實(shí)際作開關(guān)用。圖89 LD數(shù)字調(diào)制原理圖3．偏置電流和調(diào)制電流的選擇采用直接調(diào)制方式時(shí)，偏置電流的選擇直接影響激光器的高速調(diào)制性質(zhì)。驅(qū)動(dòng)脈沖電流的峰峰值Im一般取Im十IB＝(～)Ith，以避免結(jié)發(fā)熱和碼型效應(yīng)。 因此，偏置電流的選擇，要兼顧電光延遲、張弛振蕩、碼型效應(yīng)、激光器的消光比以及散粒噪聲等各方面情況，根據(jù)器件特別是激光器的具體性能和系統(tǒng)的具體要求，適當(dāng)?shù)倪x擇偏置電流的大小。圖811 單管集電極驅(qū)動(dòng)電路原理圖DT工作在開關(guān)狀態(tài)，圖812為射極耦合光發(fā)送驅(qū)動(dòng)電路。為了保證激光器有穩(wěn)定的輸出光功率，需要有各種輔助電路，例如功率控制電路、溫控電路、限流保護(hù)電路和各種告警電路等。 LD組件中PIN管接收LD的背面輸出光，它受到與正面輸出光同樣的溫度及老化影響，從而可用來(lái)反饋控制LD輸出光功率。因此，為保證激光器長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，必須采用自動(dòng)溫度控制電路(ATC)使激光器的工作溫度始終保持在20度左右。目前實(shí)際商用的半導(dǎo)體激光器總是和其他一些部件封裝在一起，形成一個(gè)完整的LD組件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖815所示，它將LD芯片、半導(dǎo)體制冷器和具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻等封裝在一個(gè)體積很小的密封盒內(nèi)，控制電路放在盒外，這屬于內(nèi)制冷方式。當(dāng)未接外電路時(shí)，跨越它兩端形成的溫度差使它的兩端產(chǎn)生一與溫度差成比例的電位差。圖817 溫度控制電路。①光源的過(guò)流保護(hù)電路 為了使光源不致因通過(guò)大電流而損壞，一般需對(duì)光源進(jìn)行過(guò)流保護(hù)。圖819 無(wú)光告警原理圖。由于IB≈Ith， 所以壽命告警電路通常采用監(jiān)測(cè)偏流IB的值來(lái)判斷激光器壽命是否終止。圖820 壽命告警電路原理圖第二節(jié) 光接收機(jī)光發(fā)送機(jī)輸出的光信號(hào)，在光纖中轉(zhuǎn)輸時(shí)，不僅幅度會(huì)受到衰減，而且脈沖的波形也會(huì)被展寬。目前在光纖通信系統(tǒng)中廣泛使用的光電檢測(cè)器是PIN光電二極管和雪崩光電二極管APD。另外，后面的主放大器在放大前置放大器的輸出信號(hào)時(shí)，也會(huì)將前置放大器產(chǎn)生的噪聲一起放大。 衡量接收機(jī)性能的主要指標(biāo)是接收靈敏度。圖822 光電二極管等效電路。(1)高阻抗放大器的均衡：要解決高阻抗放大器帶寬窄、信號(hào)脈沖失真嚴(yán)重引起的碼間干擾，必須用很強(qiáng)的均衡。對(duì)于這種無(wú)源均衡器，高頻時(shí)增益為1，對(duì)低頻的衰減等于均衡比。盡管RL很大，但負(fù)反饋?zhàn)饔檬狗糯笃鞯牡刃л斎胱杩菇档虶倍，G是放大器的增益，這樣帶寬與高阻抗前置放大器比較增加了G倍。圖825 跨阻抗前置放大器的電路圖。下面介紹兩個(gè)跨阻抗前端的例子，如圖827所示。包括漏散電容的Cf可以補(bǔ)償放大器的高頻響應(yīng)。圖828 光纖通信系統(tǒng)的組成如圖示，光纖通信系統(tǒng)由以下五個(gè)部分組成。（3） 光纖或光纜：光纖或光纜構(gòu)成光的傳輸通路。直接檢波系統(tǒng)就是在發(fā)送端直接把信號(hào)調(diào)制到光波上，而在接收端用光電檢波管直接把被調(diào)治的光波檢波為原信號(hào)的系統(tǒng)。當(dāng)然光線通信的空間傳輸手段是光導(dǎo)纖維，這與一般無(wú)線電通信在空間傳輸電波的情況是不同的。數(shù)字電視信號(hào)是將模擬電視信號(hào)經(jīng)過(guò)取樣、量化、編碼變成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)頻帶壓縮，使每路電視信號(hào)壓縮至3～10Mb/s的碼率后進(jìn)行傳輸?shù)?，因而與一般的數(shù)字信號(hào)一樣，采用同樣的方式進(jìn)行傳輸、交換和處理。波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)組成如圖831所示，N個(gè)光發(fā)射機(jī)分別發(fā)射N個(gè)不同波長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)光波分復(fù)用器WDM合到一起，耦合進(jìn)單根光纖中傳輸。其功能是將來(lái)自于電端機(jī)的電信號(hào)對(duì)光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制， 成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號(hào)耦合到光纖或光纜去傳輸。外調(diào)制方式需要調(diào)制器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但可獲得優(yōu)良的調(diào)制性能，特別適合高速率光通信系統(tǒng)。其功能是將光纖或光纜傳輸來(lái)的光信號(hào)， 經(jīng)光檢測(cè)器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后，再將這微弱的電信號(hào)經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端機(jī)去。電端機(jī)就是常規(guī)的電子通信設(shè)備。光纖連接器、耦合器等無(wú)源器件：由于光纖或光纜的長(zhǎng)度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長(zhǎng)度也是有限度的（如1Km)。窗體底端6 光檢測(cè)器是光接收機(jī)的核心器件，對(duì)光檢測(cè)器的主要要求是：A 光電轉(zhuǎn)換效率高；使得光信號(hào)能高效率無(wú)失真的轉(zhuǎn)換電信號(hào)；B 光電轉(zhuǎn)換效率高；噪聲小；頻帶寬，使得光信號(hào)能高效率無(wú)失真的轉(zhuǎn)換電信號(hào)；C 噪聲??；使得光信號(hào)能高效率無(wú)失真的轉(zhuǎn)換電信號(hào)；D 光電轉(zhuǎn)換效率高；噪聲?。活l帶寬。什么是數(shù)字調(diào)制？畫出原理圖。歡迎您的光臨，！希望您提出您寶貴的意見，你的意見是我進(jìn)步的動(dòng)力。學(xué)習(xí)資料。我不知道年少輕狂，我只知道勝者為王。1畫出數(shù)字電視光纖傳輸系統(tǒng)組成框圖。窗體底端8 適合于數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的線路碼型主要有：A 單極性不歸零碼（NRZ)，傳號(hào)交替反向碼（AMI)兩種；B 單極性不歸零碼（NRZ)，單極性歸零碼（RZ)兩種；C 雙向碼和差分雙向碼兩種；D 傳號(hào)交替反向碼（AMI)，單極性歸零碼（RZ)兩種。于是，光纖間的連接、光纖與光端機(jī)的連接及耦合，對(duì)光纖連 接器、耦合器等無(wú)源器件的使用是必不可少的。 它由光檢測(cè)器和光放大器組成。在光接收機(jī)中，線性通道主要完成對(duì)信號(hào)的線性放大，以滿足判決電平的要求。由于模擬調(diào)制的調(diào)制速率較低，均使用直接調(diào)制方式。從調(diào)制方式與光源的關(guān)系上來(lái)分，強(qiáng)度調(diào)制的方法有兩種：直接調(diào)制和外調(diào)制。圖831 波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)組成框圖圖832是雙向WDM系統(tǒng)。在發(fā)送端，將經(jīng)過(guò)整形或碼形變換處理的數(shù)字視頻信號(hào)對(duì)光源進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，將電脈沖轉(zhuǎn)換為光脈沖，送入光纖中傳輸。同時(shí)由于光波頻率極高，在這樣系統(tǒng)上傳送上萬(wàn)路電話，幾十路電視并不困難，完全可以滿足目前通信的需要。光端機(jī)則是把電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)（發(fā)送光端機(jī)），或把光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)（接收光端機(jī)）的設(shè)備。（4）中繼器：中繼器由光檢測(cè)器、光源和判決再生電路組成。它由光源、驅(qū)動(dòng)器和調(diào)制器組成