情境42光检测器与接收机汇编.ppt

3. 光检测器的注意事项 光电检测器是反向加压的，与光源的使用正好相反 工作电压应选择最佳偏压，以便得到最大的信噪比 更换检测器时，应选择性能参数一致或接近的器件，以减少调试的工作量，应调整活动连接器使之处于最佳位置，以保证接收机输出的眼图最清晰 使用过程中应防止高温偏置、热循环以及管子漏气受湿度的影响 防止静电击穿 复习题 1、光电二极管的主要功能是什么？ 2、 InGaAs光电二极管的量子效率是70%，它的响应度是多少？ 3、响应度是如何依赖光信号的波长的？ 4、P-I-N代表什么意思？ 5、与P-N光电二极管相比P-I-N的优点是什么？ 6、与P-I-N光电二极管相比APD的优点是什么？ 7、APD的缺点是什么？ 4.2.3 光接收机 功能：把经光纤远距离传输后的微弱信号检测出来，放大再生成原来的电信号。 光接收机概述 光纤通信系统分为模拟和数字两种传输系统。在这两种不同系统中采用的光接收机分别称为模拟光接收机和数字光接收机。 相比于数字光接收机，模拟光接收机比较简单，其原理框图如图5.8(a)所示。 数字光接收机原理框图如图5.8(b)所示，可以看出，数字接收机更为复杂一些，在主放大器后还有均衡滤波器、自动增益控制电路、时钟恢复与判决电路。 光接收机概述 图5.8 光纤通信接收机原理框图 光信号 光电 变换 前置 放大 主放 大器 均衡 滤波 判 决 器 时钟恢复 输出 AGC电路 性能指标:接收灵敏度、误码率或信噪比 前端 线性通道 时钟提取与数据再生（CDR） 对信号进行高增益放大与整形，提高信噪比，减少误码率 1. 数字光接收机组成 （1） 光接收机的前端 前端：由光电二极管和前置放大器组成。 作用：将耦合入光电检测器的光信号转换为时变电流，然后进行预放大（电流－电压转换），以便后级作进一步处理。是光接收机的核心。 要求：低噪声、高灵敏度、足够的带宽 电信号 光信号 光电 变换 前置 放大 光检测器的选择：要视具体应用场合而定。 PIN光电二极管具有良好的光电转换线性度，不需要高的工作电压，响应速度快。 APD最大的优点是它具有载流子倍增效应，其探测灵敏度特别高，但需要较高的偏置电压和温度补偿电路。 从简化接收机电路考虑，一般情况下多喜欢采用PIN光电二极管作光探测器。 前置放大器的主要作用是保持探测的电信号不失真地放大和保证噪声最小，一般采用场效应晶体管(FET)。PIN/FET和APD/FET。 （2） 光接收机的线性通道 对主放输出的失真数字脉冲进行整形，使之成为有利于判决码间干扰最小的升余弦波形。 可根据输入信号（平均值）大小自动调整放大器增益，使输出信号保持恒定。用以扩大接收机的动态范围。 提供高的增益，放大到适合于判决电路的电平。 主放 大器 均衡 滤波 AGC电路 （3）判决再生与时钟提取 功能：把线性通道输出的升余弦波形恢复成数字信号 为确定是“1”或是“0”，需要对某时隙的码元作出判决。若判决结果为“1”，则由再生电路产生一个矩形“1”脉冲；若判决结果为“0”，则由再生电路重新输入一个“0”。 为了精确地确定“判决时刻”，需要从信号码流中提取准确的时钟信息作为标定，以保证与发送端一致。 判 决 器 时钟恢复 输出 2.光接收机的主要性能指标 接收灵敏度，反映了接收机检测微弱信号的能力 误码率或信噪比 动态范围，反映了接收机适应输入信号变化的能力 4.2.4 光中继器 随着传输线路的延长，会由于传输损耗而使脉冲衰减，同时加上传输线路的失真特性（光纤中的各种色散）产生脉冲波型的失真。因此，需要中继器来进行修复。 光中继器主要是放大和处理经衰减和变形了的光脉冲。目前的光中继器常采用光电再生中继器，即光一电－光中继器，这相当于光纤传输的接力站。如此，就可以把传输距离大大延长。 中继距离受光纤线路损耗和色散 (带宽)的限制，明显随传输速率的增加而减小。 1. 光中继器的功能 补偿光能量损耗，对畸变失真的信号波形进行整形 2. 光中继器分类 传统的光中继器（即光电中继器） 全光中继器 （1）光电中继器 在光放大器研制成功之前，主要采用光电混合中继器放大光信号 首先将光纤中送来的光信号转换为电信号，然后对电信号进行放大，最后再将放大了的电信号转换为光信号送到光纤中去，即光－电－光方式 3R：re-amplifying 再放大（光放大器的功能） re-timing 再定时 （消除时间抖动） re-shaping 再整形 （消除波形畸变） 通过这3个R，得到接近于发射端的光信号的 copy，从而延长传输距离，提高信号质量。 3R再生功能 放大 消除波形畸变 消除时间抖动 优点：光－电－光中继方式对于单个波长且