Прием оптического сигнала с цифровой модуляцией

Демодуляция (прием оптического сигнала с модуляцией интенсивности)

Цифровая модуляция СИД

При модуляции СИД цифровыми сигналами схема передатчика упрощается, поскольку не требуется дополнительная линеаризация ватт-амперных характеристик. При модуляции интенсивности цифровыми сигналами возникает задержка между скачком тока инжекции и началом излучения.

На рис. 16.5 показано включение и выключение СИД скачками тока. После скачка тока I вначале увеличивается U, а затем с задержкой на t_с и временем нарастания τ начинается излучение. После выключения тока интенсивность излучения уменьшается примерно экспоненциально с постоянной времени τ. Напряжение спадает медленнее. Для уменьшения задержку t_с между скачком тока и началом излучения при цифровой модуляции, нужно подать на СИД смещение, близкое к контактной разности потенциалов. При этом задержка обусловлена только временами нарастания и спада τ, расширяющими импульс.

Рассмотрим основные вопросы, касающиеся приема оптического сигнала с модуляцией интенсивности.

Схема приема оптического излучения, промодулированного цифровыми сигналами, показана на рис. 16.6.

Детектируемый фотодиодом ток вначале усиливается малошумящим усилителем, а затем фильтруется, чтобы уменьшить влияние шума и получить достаточно высокий уровень сигнала на входе схемы принятия решений (порогового устройства - ПУ). Принятие решений осуществляется с помощью устройства восстановления синхроимпульсов (УВСИ). Часто в схему приемника вводится схема АРУ. Она компенсирует дрейф рабочей точки характеристик и изменения коэффициентов усиления усилителей и умножения (при использовании ЛФД) или входного уровня.

Основным показателем качества работы премного устройства является отношение сигнал/шум (С / Ш). Определим это отношение для случая, когда в качестве фотоприемного устройства используется диод. Фототок на выходе ФД, как отмечалось ранее, определяется выражением

Для p - i - п ФД источники шума флуктуации (дисперсии) выходного тока и тепловой шум, обусловленный активным сопротивлением нагрузки:

Отношение С / Ш можно определить как отношение квадрата амплитудного значения фототока на выходе ФД к дисперсии всех шумовых источников. Для p - i - п ФД получим:

,

где q - заряд, В - скорость передачи, k - постоянная Больцмана; Т - абсолютная температура, F _ш - коэффициент шума усилителя.

Для p - i - п ФД обычно тепловые шумы нагрузки и шумы усилителей значительно превосходят флуктуационные (дробовые шумы), поэтому

.

Таким образом, для оптимизации отношения С / Ш нужно, чтобы источники шума были слабыми, входной ток - значительным, а полное сопротивление нагрузки R - большим

При использовании ЛФД на отношение С / Ш влияет также коэффициент лавинного умножения М:

(16.5).

Из выражения (16.5) определяют оптимальное значение М _опт:

.

Дата добавления: 2014-01-15