【正文】 ?????? ?(ImI1)(ImD) () 把“ 1”碼誤判為“ 0”碼的概率為： 因此， 總誤碼率 (BER)可以表示為： dxxPQe]2e xp[212? ? ?? ?() 式中 Q= 10 NDIND m ??() Q= 10 NNI m?() Q稱為 超擾比 ， 含有信噪比的概念 。 0020001 ]2e xp [21, dININP De ?? ???() dxxND]2e xp[210/2? ? ?? ?(I0D) () 式中 y=(I1Im)/ 。 ND是在放大器輸出端光檢測(cè)器的平均噪聲功率 。 這時(shí)沒(méi)有光信號(hào)輸入 ， 光檢測(cè)器的平均噪聲功率ND=0(略去暗電流 )。 ]2e xp[21)(22???xxf ?? () 在已知光檢測(cè)器和前置放大器的噪聲功率 ， 并假設(shè)了噪聲的概率分布后 ， 現(xiàn)在可以分別計(jì)算 “ 0”碼和 “ １ ” 碼的誤碼率了 。 要確定誤碼率 ， 不僅要知道噪聲功率的大小 ， 而且要知道噪聲的概率分布 。 D為判決門限值 ， 一般取 D=Im/2。 如圖 ， I1是 “ 1”碼的電流 ， I0是 “ 0”碼的電流 。 光接收機(jī)對(duì)碼元誤判的概率稱為 誤碼率 (在二元制的情況下 ，等于誤比特率 ， BER)， 用較長(zhǎng)時(shí)間間隔內(nèi) ， 在傳輸?shù)拇a流中 ，誤判的碼元數(shù)和接收的總碼元數(shù)的比值來(lái)表示 。 (3) 跨阻型前置放大器 最大的 優(yōu)點(diǎn) 是改善了帶寬特性和動(dòng)態(tài)范圍 ， 并具有良好的噪聲特性 。 常用三種類型前置放大電路示于圖 ， 其輸出的 等效噪聲功率 NA為： 場(chǎng)效應(yīng)管 (FET)前置放大器 32222 3)2(][ BAgCkTBARgKTRKTNmmA???? () 32222232)2()(2])//()(2[ BAeICkTBAIRRKTeIRKTNccmcA?? ????() 雙極型晶體管 (BJT)前置放大器 跨阻型前置放大器 雙極型晶體管 3222232)2()(2]//2[ BAeICkTBAeIRRKTNccfA?? ???() 跨阻型前置放大器 場(chǎng)效應(yīng)管 32222 3)2(][ BAgCkTBARgKTRKTNmmfAf???? () 圖 (a) 雙極型晶體管； (b) 場(chǎng)效應(yīng)管； (c) 跨阻型 偏壓( a )偏壓( b )偏壓( c )Rf三種類型前置放大器的比較： (1) 雙極型晶體管前置放大器 的主要 特點(diǎn) 是輸入阻抗低 ， 電路時(shí)間常數(shù) RC小于信號(hào)脈沖寬度 T， 因而碼間干擾小 ， 適用于高速率傳輸系統(tǒng) 。 光檢測(cè)器等效噪聲特性請(qǐng)參看 。 圖 光接收機(jī)的噪聲等效模型 放大器Rini20SISECRSdi 2 dSqi 2 qip放大器光電檢測(cè)器～u 2 0 圖 ， 由 光檢測(cè)器 和 放大器兩部分組成 。 光接收機(jī) 噪聲的主要來(lái)源是 :光檢測(cè)器的噪聲和前置放大器的噪聲 。 圖 光電集成接收機(jī) 光檢測(cè)器電路部分G a A s 基片N＋ I n P 基片P 接觸片 N 接觸片 噪聲特性 光接收機(jī)的 噪聲有兩部分： 外部電磁干擾產(chǎn)生 這部分噪聲的危害可以通過(guò)屏蔽或?yàn)V波加以消除； 內(nèi)部產(chǎn)生 這部分噪聲是在信號(hào)檢測(cè)和放大過(guò)程中引入的隨機(jī)噪聲 ， 只能通過(guò)器件的選擇和電路的設(shè)計(jì)與制造盡可能減小 ， 一般不可能完全消除 。 InGaAs OEIC接收機(jī)也可以用 混合法實(shí)現(xiàn) 。 對(duì)于工作在 ~ μm波長(zhǎng)的系統(tǒng) ， 人們需要基于 InP的OEIC接收機(jī) 。 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) 2 GHz， 甚至達(dá)到 10 GHz。 3. 均衡的目的： ?對(duì)經(jīng)光纖傳輸 、 光 /電轉(zhuǎn)換和放大后已產(chǎn)生畸變 (失真 )的電信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償 ? 使輸出信號(hào)的波形適合于判決 (一般用具有升余弦譜的碼元脈沖波形 )， 以消除碼間干擾 ， 減小誤碼率 。 主放大器 一般是多級(jí)放大器 ， 它的作用是： （ 1） 提供足夠的增益 （ 2） 并通過(guò)它實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)增益控制 (AGC)， 使輸入光信號(hào)在一定范圍內(nèi)變化時(shí) ， 輸出電信號(hào)保持恒定 。 2. 前置放大器應(yīng)是低噪聲放大器 ， 它的噪聲對(duì)光接收機(jī)的靈敏度影響很大 。 對(duì)光檢測(cè)器的要求如下： (1) 波長(zhǎng)響應(yīng)要和光纖低損耗窗口 ( μm、 μm和 μm)兼容； (2) 響應(yīng)度要高 ， 在一定的接收光功率下 ， 能產(chǎn)生最大的光電流； (3) 噪聲要盡可能低 ， 能接收極微弱的光信號(hào)； (4) 性能穩(wěn)定 ， 可靠性高 ， 壽命長(zhǎng) ， 功耗和體積小 。 主要包括： 光檢測(cè)器 、 前置放大器 、 主放大器 、 均衡器 、 時(shí)鐘提取電路 、 取樣判決器 以及 自動(dòng)增益控制 (AGC)電路 。 UV這個(gè)控制過(guò)程可以表示如下： T(環(huán)境 ) →T(LD 、 熱沉 ) →R T →I( 致冷器 ) →T(LD) ATC的 致冷器和熱敏電阻 以及 APC的 PINPD封裝在 LD管殼內(nèi)構(gòu)成的組件。 UR1R2R3BA163。AR4T E CtRTL DP I N2 4 6 81 3 5 7163。163。 這時(shí) B點(diǎn)的電位低于 A點(diǎn)的電位 ， 運(yùn)算放大器 A的輸出電壓升高 ， V的基極電流增大 ， 致冷器 TEC的電流也增大 致冷端 溫度降低 ， 熱沉和管芯的溫度也降低 ， 因而保持溫度恒定 。 在設(shè)定溫度 (例如 20 ℃ )時(shí) ， 調(diào)節(jié) R3使電橋平衡 ， A、 B兩點(diǎn)沒(méi)有電位差 ， 傳輸?shù)竭\(yùn)算放大器 A的信號(hào)為零 ， 流過(guò) 致冷器 TEC的電流也為零 。 UVATC電路 主要由 R R R3和熱敏電阻 RT組成 “ 換能 ” 電橋 ，通過(guò)電橋把溫度的變化轉(zhuǎn)換為電量的變化 。 UR1R2R3BA163。AR4T E CtRTL DP I N2 4 6 81 3 5 7163。163。 從而使激光器輸出平均功率和發(fā)射波長(zhǎng)保持恒定 ， 避免調(diào)制失真 。 為提高致冷效率和溫度控制精度 ， 把致冷器和熱敏電阻封裝在激光器管殼內(nèi) ， 溫度控制精度可達(dá) 177。 致冷器 的冷端和激光器的熱沉接觸 ， 熱敏電阻 作為傳感器 ，探測(cè)激光器結(jié)區(qū)的溫度 ， 并把它傳遞給控制電路 ， 通過(guò) 控制電路 改變致冷量 ， 使激光器輸出特性保持恒定 。 為保證輸出特性的穩(wěn)定 ， 對(duì)激光器進(jìn)行溫度控制是十分必要的 。 這是因?yàn)殡S著調(diào)制速率的提高 ， 碼元時(shí)間間隔縮短 ， 使結(jié)區(qū)溫度來(lái)不及發(fā)生變化 。 “結(jié)發(fā)熱效應(yīng) ” 將引起調(diào)制失真 。 I1 I0 t=0 t=T 圖 結(jié)發(fā)熱效應(yīng) 電流脈沖 光脈沖 如圖 ，設(shè) t=0時(shí) 電脈沖到來(lái)， 注入電流為 I1，由于電流的熱效應(yīng)，在脈沖持續(xù)時(shí)間里，結(jié)區(qū)的溫度隨時(shí)間 t而升高，激光器的閾值電流隨 t而增大，使輸出光脈沖的幅度隨 t而減小。 C 70。 C 25。 圖 (a)和 (b)分別示出溫度通過(guò)閾值電流和外微分量子效率引起的輸出光脈沖的變化： ?溫度 升高 ， 閾值電流 增加 ? 外微分量子效率 減小 ， 輸出光脈沖幅度 下降 ?溫度對(duì)輸出光脈沖會(huì)產(chǎn)生 “ 結(jié)發(fā)熱效應(yīng) ” 。 A3和 V3組成直流恒