Главная > Оптические системы связи
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

14.6. ПРАКТИЧЕСКИЙ ПРИМЕР

Чтобы получить представление о численных значениях величин в только что приведенном анализе шумов усилителя, поставим себя на место разработчика оптической системы связи, столкнувшегося с необходимостью сравнительной оценки шумовых характеристик фотодетектора на p-i-n-фотодиоде и ЛФД. Проблема использования ЛФД заключается в необходимости применения высоковольтного источника смещения и обеспечения его температурной компенсации. Преимуществом ЛФД является более высокая чувствительность и, как следствие, более низкий уровень мощности принимаемого сигнала. Это в свою очередь может означать уменьшение мощности передатчика (что позволит использовать светодиод, а не лазер) или увеличение расстояния между ретрансляторами и уменьшение затрат на приобретение и эксплуатацию оборудования. Вопрос в том, насколько можно уменьшить мощность принимаемого сигнала при сохранении приемлемого отношения сигнал-шум. В качестве примера возьмем оптическую систему связи с информационной пропускной способностью в которой применена импульсная модуляция и источник излучения,

работающий на длине волны 1,3 мкм. Как будет показано в гл. 15, отношение сигнал-шум на выходе оптического приемника, равное 20, обеспечит соответствующий запас надежности связи, а требуемая полоса пропускания оптического приемника будет равна В качестве усилителя оптического приемника выберем усилитель с обратной связью, а в качестве входного транзистора — биполярный транзистор, как более дешевый и доступный. Усредненное значение шума усилителя с таким транзистором в требуемой полосе частот при надлежащих условиях смещения описывается величинами При этом будем полагать, что элементы схемы имеют следующие значения (как для -фотодиода, так и для полная входная емкость — входное сопротивление — сопротивление обратной связи —

Предположим также, что ЛФД имеет максимальный полезный коэффициент умножения и коэффициент шума Будем считать, что при больших значениях возрастает темновой ток и возникает микроканальный пробой, что приводит к быстрому возрастанию В таком случае шумы различных источников примут значения, приведенные в табл. 14.1.

Таким образом, использование ЛФД повышает чувствительность приемника в 5 раз. Предложенный способ проектирования не является оптимальным по критерию отношения сигнал-шум, хотя он и не далек от него. Можно, например, изменить напряжения смещения на транзисторе таким образом, чтобы уменьшить значение даже если это приведет к увеличению Дальнейшее увеличение значений приведет лишь к небольшому улучшению отношения сигнал-шум за счет уменьшения слагаемого Слагаемое а при этом всегда остается незначительным. Совершенно очевидно, что эти вопросы становятся важными при использовании -фотодиода в качестве фотодетектора.

Таблица 14.1. (см. скан) Шумы различных источников

Вероятно, что в этом случае выгодно использовать в первом каскаде усиления полевой транзистор из арсенида галлия из-за малого значения и хороших частотных характеристик.

ЗАДАЧИ

(см. скан)

(см. скан)

РЕЗЮМЕ

При проектировании оптической системы связи, как и любой другой, одним из главных критериев является необходимость поддержания на входе приемника определенного минимально допустимого отношения сигнал-шум. В цифровых каналах связи такими значениями будут в то время как в аналоговых линиях передачи данных могут потребоваться значения более

Шум представляется в виде составляющих спектральной плотности шума (среднеквадратических значений). Дробовой шум возникает в процессе детектирования — Тепловой шум генерируется во всех компонентах, составляющих входное сопротивление усилителя оптического приемника — или Шумы усилителя отображаются источниками шумового тока и шумового напряжения включенными на его входе, как показано на рис. 14.2.

Входной сигнал

Отношение сигнал-шум на выходе усилителя напряжения с коррекцией определяется выражением (14.4.10), а на выходе усилителя с обратной связью — (14.5.14).

Для обеспечения на выходе идеального фотодетектора отношения сигнал-шум, равного К, необходим фототок Использование большого входного сопротивления позволяет уменьшить шум усилителя напряжения и тепловой шум его элементов. Если при этом не используется схема усилителя с обратной связью, то может появиться необходимость в коррекции, что приведет к уменьшению динамического диапазона.

При использовании ЛФД с высоким коэффициентом умножения, а также при необходимости обеспечения высокого отношения сигнал-шум, доминирующим обычно становится усиленный дробовой шум. Если же использовать p-i-n-фотодиод, то:

а) шум усилителя напряжения растет с увеличением частоты и становится преобладающим на высоких частотах, причем предпочтительнее кремниевый биполярный транзистор. В этом случае очень важно минимизировать значение входной емкости;

б) шум усилителя тока имеет тенденцию доминировать над другими шумами на низких частотах, и в этом случае предпочтительнее использовать во входном каскаде кремниевый полевой транзистор;

в) если входное сопротивление невелико, то тепловой шум становится преобладающим в области средних частот.

На очень высоких частотах, порядка целесообразно использовать во входном каскаде полевой транзистор из арсенида галлия. В этом случае очень существенной является компоновка модуля, содержащего фотодетектор и предварительный усилитель приемника, чтобы минимизировать общую входную емкость.

1
Оглавление
email@scask.ru