10.9 Сурет

Оптикалық қабылдағыштың квантты шек сезімталдығы және

ақпаратты тарату жылдамдығынан сандық оптикалық қабылдағыштың сезімталдық тәуелділігі

10.4.2.

Қабылдайтын оптоэлектронды модульдер

Қабылдайтын оптоэлектронды модульдер(ҚОМ) опто-волоконды жүйеде маңызды элементтері болып табылады.Олардың функциялары-волоконнан алынған оптикалық сигналды электрлік сигналға түрлендіру болп табылады.Электрондық құрылғылармен өңделеді.

ҚОМ негізгі функционалды элементтері:

• алынған оптикалық сигналды электрлік сигналға түрлендіретін фотоқабылдағыш;

• сигналды күшейтетін және сигналға форма түрлендіретін электрлік күшейткіш каскады;

• сигналдың бастапқы формасын орындайтын демодулятор.

Практикада әртүрлі ҚОМ функционалды элеменнтері әртүрлі болады.Мысалы,”лавинный фотодиод”типті детектор ішкі күшейтумен қамтамасыз етеді,нәтижесінде ЛФД-ға қосылған электрондық күшейткіштің өзіндік шумы,пайдалы сигналдың шумымен салыстырғанда көп байқалмайды.Кейбір ҚОМ-да демодулятор немесе қабылданған шешім тізбегі болмайды,себебі каскадты күшейткіштің шығысындағы электрлік сигнал басқа электрондық құрылғылармен өңделу үшін қолайлы.Кей кезде ҚОМ эффективті жұмысы үшін детектордың алдына оптикалық күшейткішті орнатады.

10.10 суретте аналогты және сандық ҚОМ функционалдық элементтері көрсетілген.Аналогты ҚОМ аналогты оптикалық сигналды қабылдайды және шығысында аналогты электрлік сигналды береді.Аналогты қабылдағыштарға мынадай талаптарорындалуы керек:түрлендірудің жоғары сызықтығы және сигналды күшейту,әйтпесе сигналдың бұрмалану(искажения)байқалады.Көптеген қабылдағыштаратқыш тораптары бар желі аралығында бұрмалану және шумдар көбейеді,ол аналогты ретранляциялық байланыс желісінің эффективтілігін төмендетеді.

Сандық жіберу кезінде нақты ретрансляциялық импульстің формасы талап етілмейді.Сандық қабылдағыш <0>және <1>қабылдайтын немесе танитын сигналды қайдан келгенін және шумды кетіретін,сигналдың қажетті амплитудасын қайта қалпына келтірудегі шешім қабылдағыш торабын немесе дискриминаторды қосуы керек.Қажетті сигналды дұрыс таңдау үшін шумның жоғары деңгей кезінде белгілеп алуға болады.

10.10 Сурет

Қабылдайтын оптоэлектронды модульдердің функционалдық эдементтері:

а-аналогты;б-сандық.

Сандық сигналдың қабылдағыш-таратқышын синхронды және асинхронды режимге бөледі.Синхронды режим кезінде қаблдағыш және таратқыш аралығындағы биттік ағын үздіксіз болады.Асинхронды режим кезінде мәліметтер ұйымдастырылған тізбектелген биттер(пакеттер)түрінде жіберіледі.Пакеттер арасындағы аралықта желі тыныш,яғни сигнал жоқ болады.Синхронды режим кезінде қабылдағыштың жіберу-қабылдау таймері келетінтізбектелген арнайы сигналдарды(синхроимпульстер)бөліп алады,бұл кезде қабылдағыш сағатты сәйкестендіріп отырады.Асинхронды режимде жіберетін-қабылдайтын қабылдағышта өзінің тәуелсіз сағаты болады.Пакеттің бастапқы биттерін қабылдағанда(преамбула),таймер келген биттің оның ортасында анықталатындай шешім қабылдайтын торабын күйге келтіреді.Шешім қабылдағыш торабын беретін электрлік сигнал таймер жиілігінде жүреді.Таймердің дәлсіздігінен келген әрбір бит ортасындағы битке ығысады.Идентификацияның дұрыстығы үшін барлық пакеттер битін пакетті қабылдау уақытындағы ығысу 0,5 биттен аспауы керек.Бұл шарт максималды пакет ұзындығын шектейді.Таймерд дәлсіздігі неғырлым көп болса, пакет ұзындығы соғұрлым көп болып жіберіледі.

ҚОМ негізгі элементі шалаөткізгіш материалдан жасалған фотоқабылдағыш болып табылады.Фотоқабылдағыштың жұмысы ішкі фотоэффектке негізделген,және энергиямен фотонның жұтылуы нәтижесінде тыйым салынған зонасындағы энергияның артып кетуі кезінде,электрондардың валентті зонадан өткізгіш зонаға өтіп кетуі байқалады(электрон-кемтіктік генерация).Электрон-кемтік жұбының пайда болыундағы электрлік потенциалдың оптикалық сигналға әсерін тигізгенде,электрондар өткізгіштік зонада және кемтіктердің валенттік зонада қозғалатын электрлік тоқ пайда болады.Шалаөткізгіште эффективті генерациялайтын электрон-кемтік жұбын тіркеу заряд тасымалдаушылардың бөлуі арқылы орындалады.Ол үшін фотодиод деп аталатын p-n ауысу конструкциясы қолданылады.ВОЛС-да қолданатын фотоқабылдағыштар p-i-n фотодиодының,лавинді фотодиодтар мен фототранзиторлардың таралуын алды.

10.5.