31

Міністерство освіти і науки України

Чернівецький національний університет

ім.Ю.Федьковича

Вимірювання в оптичному звязку

Лабораторний практикум Чернівці

ЧНУ

2001

ББК …

В –

УДК

Друкується за ухвалою редакційно-видавничої ради

Чернівецького національного університету ім. Юрія Федьковича

Вимірювання в оптичному звязку: Лабораторний практикум / Укл.: О.М.Козаков. – Чернівці: Рута, 2001. - с.

В даній методичній розробці наведено роботи лабораторного практикуму з курсу “Вимірювання в оптичному звязку”. Зміст робіт охоплює основні розділи курсу: вимірювання параметрів і характеристик джерел випромінювання; вимірювання параметрів і характеристик фотоелектронних приймачів випромінювання; вимірювання параметрів світловодних ліній звязку.

Призначена для студентів інженерно-технічного факультету, що навчаються за спеціальністю “Інформаційні мережі звязку”.

ББК

В -

УДК

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

Тема: вимірювання параметрів і характеристик приймачів випромінювання

Вимірювання відносної спектральної характеристики

чутливості фотодіода

Мета роботи: освоїти методику вимірювання відносної спектральної характеристики чутливості (ВСХЧ) фотодіода (ФД).

Завдання

1. Ознайомитися з методами вимірювання ВСХЧ фотодіодів і технічною документацією на обладнання.

2. Здійснити градуювання монохроматора.

3. Визначити коротко- і довгохвильову границі чутливості ФД - _ГК, _ГД.

4. Визначити довжину хвилі максимуму чутливості ФД - _max.

5. Виміряти криву ВСХЧ фотодіода.

6. Оцінити похибку вимірювань.

Обладнання і матеріали

Монохроматор (УМ-2); еталонний фотодіод; фотодіод для тестування; ртутна лампа (ПРК-4); лампа розжарювання (КГМ-100); блок живлення ртутної лампи; блок живлення лампи розжарювання (Б5-21); вольтметр (В7-21А).

Теоретична частина

Для оцінки технічних можливостей і ефективності використання ПВ застосовують систему параметрів і характеристик.

Параметр – це величина, що характеризує певну властивість ПВ і служить критерієм оцінки його якості при роботі у певних умовах. Параметр можна виміряти експериментально або обчислити за даними вимірів інших величин.

Характеристикою називають залежність, що описує зміну якогось параметра ПВ при зміні зовнішніх факторів. Характеристику виражають формулою, графіком або таблицею.

Одними з найбільш важливих параметрів і характеристик ПВ є параметри чутливості та спектральні параметри і характеристики.

1.Параметри приймачів випромінювання

А. Параметри чутливості ПВ: інтегральна чутливість S_ІНТ; інтегральна струмовачутливість S_І; інтегральна вольтова чутливість Su; монохроматична чутливість S_; імпульсна чутливість S_ІМП; коефіцієнт використання потоку випромінювання ; ефективна ширина смуги чутливості _ЕФ.

Б. Спектральні параметри ПВ: максимум спектральної характеристики _max; короткохвильова границя спектральної чутливості _ГК; довгохвильова границя спектральной чутливості _ГД.

Чутливістю ПВ називають відношення зміни електричної величини, викликаної падаючим на ПВ випромінюванням, до кількісної характеристики цього випромінювання в заданих експлуатаційних умовах. Розрізняють чутливості до потоку випромінювання Ф, до опромінення Е. За спектральним складом випромінювання, що реєструється ПВ, розрізняють інтегральну S_ІНТ і монохроматичну S_ чутливості.

Інтегральною чутливістю ПВ називають його чутливість до немонохроматичного (складного) випромінювання заданого спектрального складу.

При знятті S_ІНТ зовнішня схема вмикання не повинна істотно впливати на результати вимірів. S_ІНТ - величина паспортна і стосується певного джерела. Для іншого (не паспортного) джерела її треба перераховувати. Як джерела, по яких визначається S_ІНТ, рекомендуються: лампа розжарювання при колірній температурі Т_К = 2856±10 К (джерело типу А) для ПВ, чутливих у видимій області спектра; повний випромінювач (чорне тіло) із температурою порожнини 1273±15 К для ПВ, чутливих до ІЧ-області спектра.

На практиці частіше застосовують інтегральну струмову S_{ІНТ, І} , А/Вт, або інтегральну вольтову S_{ІНТ, U} B/Вт, чутливості, що характеризують чутливість ПВ не взагалі, а стосовно реальної схеми його вмикання. Індекс «ІНТ» можна опускати. Інтегральна струмова (вольтова) чутливості можуть вимірюватися при немодульованому потоку випромінювання. При цьому

S_{ІНТ, І} = І_Ф/Ф, А/Вт,; S_{ІНТ, U} = U_Ф/Ф, В/Вт.

Тут І_Ф = І₀ - І_Т; U_Ф = U₀ – U_Т ; І₀ , U₀ - загальні струм і напруга; І_Т, U_Т – темнові струм і напруга.

Під монохроматичною чутливістю розуміють чутливість ПВ до монохроматичного випромінювання Ф_:

S_ = I/Ф, А/Вт; S_ = U/Ф, U/Вт.

Імпульсною чутливістю ПВ називають відношення амплітудного значення фотоструму (напруги) фотосигналу, викликаного падаючим на ПВ імпульсним випромінюванням, до амплітудного значення потоку випромінювання при заданій його формі.