
- •18.1 Схемы построения рПрУ.
- •18.1.1 Схемы построения приемников прямого усиления.
- •18.1.2 Схемы построения супергетеродинных приемников ам и
- •18.2 Качественные показатели рПрУ и методы их улучшения.
- •19.1 Структурные схемы рпу,
- •Показатели рпу.
- •19.1 Структурные схемы рпу
- •19.2. Показатели рпу.
- •20.2 Основные теоретические зависимости, описывающие амплитудно-модулированный сигнал.
- •21.2 Детектирование двухполосных сигналов
- •21.3 Детектирование однополосных сигналов
- •21.4 Детектирование в параметрической цепи (синхронный детектор)
- •22.2. Амплитудные детекторы на транзисторах и имс.
- •22.3. Основные характеристики и параметры детекторов.
- •23.2. Принцип построения фазовых и частотных детекторов.
- •23.3 Балансный и кольцевой фазовые детекторы.
- •24.2. Фазовый дискриминатор и дробный детектор( детекторы второго
- •24.3. Частотные и фазовые детекторы на имс.
- •25.2. Режимы работы гвв.
- •25.3. Расчет гвв.
- •26.2. Выбор эп для выходных каскадов рпу.
- •26.3. Простая схема выходного каскада генератора.
- •26.4. Сложная схема выходного каскада.
- •24.5. Настройка выходных каскадов.
- •27.1. Принцип амплитудной модуляции.
- •27.2. Характеристики модуляторов.
- •28.2. Бесфильтровый способ получения балансной модуляции.
- •28.3 Компенсационный метод формирования однополосного сигнала.
- •29.2. Схемы частотных и фазовых модуляторов.
- •30.2 Режимы работы и возбуждения аг
- •30.2. Схемы автогенераторов.
- •Коу, л.31. Схемы автогенераторов
- •32.2. Синтезаторы частот (сч)
- •32.2.1. Синтезатор частот, выполненный методом идентичных декад
- •32.2.2. Синтезатор частот, выполненный методом косвенного синтеза.
- •33.2. Демодуляторы двоично-манипулированных сигналов.
- •34.2. Приемники цифровых волоконно-оптических систем связи.
- •Цволс обеспечивают высокоскоростную передачу больших потоков информации.
- •В качестве светоизлучателей в волс применяют полупроводниковые лазеры, а в качестве светоприемников – фотодиоды.
- •После приема оптических сигналов они преобразуются в электрические и далее усиливаются и обрабатываются эчп.
34.2. Приемники цифровых волоконно-оптических систем связи.
В информационных системах оптического диапазона применяется временная, пространственная и полярная модуляция. В оптоволоконных системах связи преобладающее применение получила модуляция по интенсивности. Все виды импульсной модуляции относятся к модуляции по интенсивности. Модуляция по интенсивности легко реализуется, отличается высоким быстродействием и линейностью.
Так же, как и в радиодиапазоне, в оптическом диапазоне
существует два основных метода приема сигналов: когерентный и некогерентный. Но, в отличие от радиодиапазона, предельные чувствительности при когерентном и некогерентном методах приема оказываются соизмеримыми.
В радиодиапазоне тепловой шум значительно больше квантового. Это выражается неравенством
hf « kT, (34.1)
где: h
– постоянная Планка (h
= 6,622 10
Дж с), f
– частота принимаемого оптического
излучения (hf
– энергия кванта принимаемого излучения),
kT
– спектральная плотность мощности
шума, постоянная Больцмана k
( k
=1,38 10
Дж/град,
Т –абсолютная температура).
С ростом частоты проявляются корпускулярные свойства излучения, и при hf » kT шум определяется только квантовыми эффектами и называется квантовым шумом. При комнатной температуре квантовый шум становится преобладающим на частотах
f > 6 ТГц, или при длинах волн λ < 50мкм.
В условиях действия только квантового шума теоретический предел чувствительности при когерентном и некогерентном методах приема оказываются соизмеримыми. Теоретический предел чувствительности приемников оптического излучения равен в этом случае:
P
=n*(h*f*
F/
)
(34.2)
где: n =1 и 2 для гетеродинных приемников и приемников прямого детектирования, соответственно, ∆F- полоса принимаемых частот, η – квантовая эффективность детектора излучений (обычно η близка к единице).
Наличие внешних и внутренних помех приводит к снижению чувствительности, по сравнению с теоретически достижимой. К таким помехам относятся помехи фонового излучения, собственные шумы детектора и другие.
КОУ, Л.34, стр.5
Структурная схема приемника прямого детектирования приведена на рис. 34.3а, а гетеродинного на рис. 34.3б.
а)
б)
Рис. 34.3. Структурные схемы приемников оптического диапазона: некогерентный приемник прямого детектирования (а), гетеродинный когерентный приемник(б): ОГ-оптический гетеродин
В приемнике прямого детектирования (рис.34.3а) оптическое излучение проходит через оптический полосовой фильтр (ОПФ), предназначенный для ослабления фоновых излучений и концентрируется на поверхности детектора излучения(ДИ). ДИ преобразует оптический сигнал в электрический. Электрический сигнал усиливается и обрабатывается электронной частью приемника (ЭЧП) и далее поступает к потребителю информации (ПИ). Для увеличения чувствительности приемника прямого детектирования перед детектором может быть установлен оптический квантовый усилитель (ОКУ).
При гетеродинном
приеме когерентного излучения (рис.34.3б),
принимаемый сигнал с частотой f
и опорное колебание f
с помощью полупрозрачной пластины ПП
направляют на поверхность детектора
излучения. В результате интерференции
на выходе детектора возникает электрический
сигнал с частотой f
= f
- f
, лежащий в диапазоне радиочастот. Этот
сигнал далее усиливается и обрабатывается
электронной частью приемника и поступает
к потребителю информации.
КОУ, Л.34, стр.6
Для средней области ИК-диапазона является приемное устройство, на входе которого используется параметрический преобразователь частоты (ППЧ). Структурная схема этого приемника приведена на рис. 34.4. ППЧ выполняется на нелинейных кристаллах, в которых за счет параметрического взаимодействия оптических колебаний сигнала и накачки происходит перенос информации на суммарную частоту
f
+ f
, лежащую обычно в видимом поддиапазоне,
где имеются эффективные детекторы
излучения. Небольшие потери преобразования
и малые шумы преобразования позволяют
реализовать высокую чувствительность
приемников с ППЧ.
Рис. 34.4. Оптический приемник с параметрическим преобразователем
Непременным условием, обеспечивающим высокую чувствительность приемников оптической и волоконно-оптической связи, является хорошее сопряжение фотоприемника с широкополосным усилителем. При использовании в качестве приемника оптического излучения фотодиода ФД, простейшим решением является применение каскада на полевом транзисторе
(рис. 34.5).
Рис. 34.5. Фотоприемное устройство с фотодиодом и каскадом на ПТ
Большое входное сопротивление каскада на ПТ обеспечивает его сопряжение с фотодиодом.
КОУ, Л.34, стр.7
Итоги занятия: