14.3. СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЕЙ И ИХ ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА
В §§ 14.4 и 14.5 найдем отношение сигнал-шум на выходе линейной части усилителя оптического приемника для двух разновидностей схем усилителя. Будем полагать, что в обоих случаях усилитель состоит из нескольких каскадов. Однако если первый каскад обеспечивает достаточно высокое усиление, то шумы, вносимые последующими каскадами, приведут лишь к незначительному увеличению общего уровня шума на выходе. Для каждого из усилителей рассматривается возможность использования трех типов транзисторов, а именно:
а) кремниевого полевого плоскостного;
б) кремниевого биполярного плоскостного;
в) полевого канального на арсениде галлия.
В качестве фотодетектора выбран лавинный фотодиод с коэффициентом усиления 
и коэффициентом шума 
Полученные результаты могут быть применены к фотодетекторам на 
фотодиоде, если принять 
Входной сигнал выбран в виде преобразования Фурье 
промодулироваиного по мощности оптического сигнала 
, падающего на фотодиод. Он вызывает на выходе детектора ток, который в соответствии с (12.1.2) можно представить в таком виде:
Разумеется нет никаких причин полагать 
что принимаемый промодулированный по мощности оптический сигнал полностью отображает передаваемый сигнал. В самом деле, если дисперсия в волокне значительна, то будут наблюдаться искажения сигнала. Аналогично этому влияет зависимость квантовой эффективности и коэффициента умножения фотодетектора от частоты. Как было показано выше, квантовая эффективность и коэффициент умножения уменьшаются на высоких частотах. Следовательно, следует допустить, что 
и 
являются функциями частоты, т. е. 
Устранить влияние всех перечисленных факторов, а также уменьшить эффективность модуляции источника излучения с ростом частоты можно путем соответствующего повышения коэффициента усиления усилителя на высоких частотах. Однако будем полагать, что диапазон используемых модулирующих частот лежит в области, где характеристики источника излучения, оптического волокна и фотодетектора не зависят от частоты. Таким образом, будем иметь дело с передаточной функцией усилителя, связывающей напряжение на его выходе Увых 
с током фотодетектора и будем полагать, что она равномерна в полосе частот 
При прямом методе модуляции ширина полосы 
должна перекрывать ширину спектра модулирующего сигнала. Когда же используется ЧМ-поднесущая, полоса А/должна быть шире спектра ЧМ-сигнала. Как будет показано в гл. 15, в случае ИКМ ширина полосы частот должна простираться, по крайней мере, от нуля до половины скорости передачи информации, т. е.
Будем также полагать, что требуемая полоса 
формируется отдельным фильтром, нормированная передаточная функция которого постоянна в полосе пропускания и имеет бесконечно крутые скаты на частоте среза. Такой фильтр идеален и физически нереализуем. В действительности амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) фильтра имеет плавные спады на границах полосы пропускания и, чтобы учесть их влияние, достаточно немного скорректировать найденное отношение сигнал-шум. Эти коэффициенты коррекции были вычислены в 
и [14.5].
