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HHOR7100A经济型小壳光接收机家用双向光接收机光电转换器件,光接收机的首要部件当前的光检测器主要是半导体光检测器以光电二极管应用最广泛。常用的有PIN光电二极管和雪崩光电二极管(APD)要求:高效率、响应速度快,线性好及频带宽低噪声、器件本身对信号的影响小。体积小、寿命长、高可靠、工作电压低等。5.1光检测器5.1.1PN光电二极管(1)带宽受限的主要因素:产生的光电流中存在扩散分量,它与耗尽区外的光吸收有关。载流子作扩散运动的时延将使检测器输出电流脉冲后沿的托尾加长,影响光电二极管的响应速度。PIN光电二极管PIN光电二极管每个在能级之间跃迁的电子只吸收一个光子产生光电流需满足条件:hf≥Eg因=c/f即:≤C=hc/EgEg使用电子伏特(ev),为微米(m)截止波长:Si:c=1.06mGe,InGaAs:c=1.6m响应波长:Si:0.5-1.0mGe,InGaAs:1.1-1.6m雪崩光电二极管Ip:光生电流Pin:入射光功率5.2光电二极管特性APD倍增系数光电二极管特性光检测器的比较(1)Si、Ge、InGaAs雪崩光电二极管的通用工作特性参数在短距离的应用中,工作在850nm的Si器件对于大多数链路是个相对比较廉价的解决方案。在长距离的链路常常需要工作在1330nm和1550nm窗口,所以常用基于InGaAs的器件。APD检测器与PIN检测器相比,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。要视具体应用场合而选定。§5.3光接收机§5.3光接收机5.3.1光接收机的前端(1)5.3.1光接收机的前端(2)5.2.1光接收机的前端(3)5.3.1光接收机的前端(4)5.3.2光接收机的线性通道5.3.3判决再生与时钟提取5.3.3判决、再生过程5.3.4光接收机的噪声特性光检测器光检测器光检测器光检测器光检测器5.3.5光接收机主要性能指标光接收机的动态范围是指在保证系统误码率指标的条件下,接收机的最大允许平均接收光功率与最小平均接收光功率之差可以用dB表示为例1:某光纤通信系统中光源平均发送光功率为-28dBm,光纤线路传输距离为20km,损耗系数为0.5dBm/km,(1)试求接收端收到的光功率为多少?(2)若接收机灵敏度为-40dBm,试问该信号能否被正常接收?(3)若光源平均发送光功率增大至-10dBm,光接收机刚好能将其正常接收,试求光接收机动态范围为多少?解:(1)接收端收到的光功率P=-28dBm-0.5dBm/km×20km=-38dBm。(2)-38dBm>-40dBm能正常接收。(3)Pmax=-10dBm-0.5×20dBm=-10dBm-10dBm=-20dBm,接收机动态范围:D=Pmax-Pmin=-20dB-(-40dBm)=20dBm。例2:在满足一定误码率的条件下,光接收机最大接收光功率为0.1mW,最小接收光功率为1000nW。(1)求接收机灵敏度和接收机动态范围。(2)已知某个接收机的灵敏度为-40dBm,动态范围为20dBm,若收到的光功率为2μW,系统能否正常工作?解:(1)接收机灵敏度为dBm动态范围为dBm(2)根据灵敏度为-40dBm,可求得=0.1,由动态范围为20dBm,可求得为10μW,因为10μW>2μW>0.1μW,故能够正常工作。二进制信号的误码概率二进制信号的误码概率二进制信号的误码概率二进制信号的误码概率Q被广泛用来说明接收机的特性。Q=6,BER=10E-9Q>7,BER<10E-12一、误码率曲线:误码率随入射光功率变化的曲线。光信号在光纤通信系统中传输会受到损耗和色散,能量衰减,脉冲畸变。为保证长途光纤信号传输质量的可靠性,必须要在线路的适当位置设立中继器(又叫再生器,regenerator)。一般地,每隔50~70km就要设置一个光中继器,用来将经过光纤传输后有较大衰减和畸变的光信号变成没有衰减和畸变的光信号,以便增大光的传输距离。光中继器的运用,可以将点对点光纤线路传输距离的限制从几百千米延伸到几千千米,例如线路中用100多个中继器可以传输5000千米以上的光信号。光中继器分为两类:1光电混合中继器:它将光纤传来的光信号进行O/E/O转换处理,恢复出不失真的光信号,然后送入光纤继续传输。2全光中继器:它利用光放大器直接在光域对光信号进行处理。光放大器的使用是光纤通信史上的一场革命。传统的中继器原理框图/填空题