第三章光端机课件.pptVIP

第三章 光源的调制 3.1.1 基础知识 3.1.2 激光器的一般工作原理 3.1.3.半导体激光器 3.1.3.半导体激光器 3.2光源的调制 3.2.1 光源的内调制 3.2.2光源的外调制 3.3 光纤通信中的线路码型 3.3.3光纤通信中常用码型 3.3.3光纤通信中常用码型 3.4 光发射机 3.4.1 对光发射机的要求 3.4.2 光发射机的组成方框图及各部分的功能 3.4.2 光发射机的组成方框图及各部分的功能 3.5 光电检测器 3.5.1 半导体的光电效应 3.5.2 PIN光电二极管 3.5.3 雪崩光电二极管 3.5.4 光电检测器的特性 3．6 光接收机 3.6.1数字光纤通信接收机的基本组成 3.6.2 光接收机的指标 3.6.3 光接收机的噪声 3.7 光发射机设计 3.7.1 驱动电路 3.7.2 可靠性 3.7.3 光频稳定及其控制 3.7.4 光频稳定及其控制 3.7.5 反向冲击电流保护 2 框图中各部分的功能 （1）光电检测器 光电检测器是利用光-电检波管，将由发送光端机经光纤过来的光信号转变为电信号。 （2）前置放大器 由于该放大器与光电检测器相连故称为前置放大器。 在一般的光纤通信系统中，经光电检测器输出的光电流是十分微弱的。为了保证通信质量，显然，必须将这种微弱的电信号通过多级放大器进行放大。但是多级放大在放大过程中会引入噪声，故，对多级放大器的前级就有特殊的要求，他应是低噪声，高增益的。 具体放大器类型如上图所示。 3.6.1数字光纤通信接收机的基本组成 （3）主放大器 主放大器的作用有两个方面: ① 将前置放大器的输出信号放大到判决电路所需的信号点平 ② 他还是一个增益可调节的放大器。当光电检测器输入的信号出现起伏时，通过光接收机的自动增益控制电路对主放大器的增益进行调整，以使主放大器的输出信号幅度在一定范围内不受输入信号的影响。一般主放大器的峰峰值输出是几伏数量级。 下图为主放大器电路框图。 3.6.1数字光纤通信接收机的基本组成 （4）均衡器 ①没有均衡器将出现的问题: 若无均衡器，信号在经过前几级的器件后，将会产生严重的拖尾现象，将会使前、后码原的波型重叠，产生码间干扰，严重时造成判决电路误判，产生误码。 3.6.1数字光纤通信接收机的基本组成 ② 均衡器的作用: 它的作用是使经过均衡器以后的波形成有利于判决的波形。经过均衡以后的波形，在本码判决时刻，波形的瞬时值应为最大值；而这个本码波形的拖尾在邻码判决时刻的瞬时值应为零。这样，即使经过均衡后的输出波形仍有拖尾，但是这个拖尾在关键时刻为零，从而不干扰对邻码的判决。 3.6.1数字光纤通信接收机的基本组成 （5）判决器和时钟恢复电路 判决有判决电路和码形成电路构成。判决器和时钟恢复电路和起来构成再生电路。其作用是将均衡器输出的信号，恢复为“0”或“1”的数字信号。 为了能从均衡器的输出信号判决出是“0”码还是“1”，首先要设法知道应在什么事可进行判决。亦即应将“混在”信号中的时钟信号（又称定时信号）提取出来。接着再根据给定的判决门限电平，按照时钟信号所“指定”的瞬间来判决由均衡器送过来的信号。若信号电平超过判决门限电平，则判为“1”码，低于门限电平则被判为“0”码。 实用的时钟恢复电路有很多种，下面介绍其中一种方案的框图见上图 3.6.1数字光纤通信接收机的基本组成 均衡器 箝位、整形 非线性处理 调谐放大 限幅 整形 移相 时钟恢复电路方框图 箝卫、整形、非线性处理——经过光接收机均衡后输出的信码为升余弦频谱脉冲，但是波形经箝位整形后得到的是不为零码。但是有通信原理知道，不归零码的功率谱密度分布如图所示，其中在fb的位置上功率谱密度为零，即是说NRZ码功率谱密度中不含时钟频率成分因此无法从中提取时钟频率成分。为此，需通过一套逻辑电路对NRZ码进行非线性处理，得到非归零码，其功率谱密度如图，由图可看出，在这种波形的频谱密度分布中，时钟成分 fb较大，从而有可能从时钟恢复电路中提取时钟信号。 3.6.1数字光纤通信接收机的基本组成 W(fb)0 非线性处理电路有多种类型，左图是一种简单的电路， 将不归零码通过RC电路进行微分，在通过一个非门产生归零码。 调谐放大——他的作用是用非线性处理后的波形来激励调谐放大器，然后在他的谐振回路中选出时钟频率fb简谐波。 限幅——经过限幅，就将上述简谐信号波形变为梯形波。 整形、移项——整形电路将经限幅后的波形变为矩形脉冲；移项网络在将这矩形脉冲串的相位调整到最佳判决时所需要的相位。 3.6.1数字光纤通信接