Оптимальный приемник на основе ЛФД. Понятие о спектральной фильтрации

В фотодетекторах на основе ЛФД основными являются шумы дробовых и темновых токов, а тепловые или собственные шумы можно не учитывать.

Сигнал на входе РПУ (рис. 21.7) представим в виде

(21.6)

при передаче символа «1» и

(21.7)

при передаче символа «0», где J₁ (t) и J₀ (t) - интенсивности потока фотоэлектронов на выходе фотодетектора при передаче символов «1» и «0» соответственно; η - квантовая эффективность ЛФД; P ₀(t) и P ₁(t) - мощность оптического излучения при передаче символов «1» и «0», J_дт (t) - интенсивность дробового и темного токов.

Отношение правдоподобия запишем как:

.

Разобьем тактовый интервал Т информационной последовательности импульсов оптического излучения на т подынтервалов длительностью Δ t=Т/т, такой, чтобы в его пределах J₁ (t)=const. Среднее число электронов на k -м интервале под воздействием оптического сигнала будет:

,

где i = 1, 0 - индексы сигналов при передаче «1» и «0» соответственно.

Откуда с учетом (21.6), (21.7) и

.

Таким образом, и в случае применения ЛФД корреляционный прием является оптимальным.

Оптимальный прием возможен и в оптическом диапазоне с использованием принципов спектральной (оптической) фильтрации. Принципы оптической фильтрации заключаются в выборе такого рабочего участка оптического спектра, для которого на выходе приемника отношение С/Ш будет наибольшим. Оптимальная спектральная фильтрация возможна только при одновременном учете спектральных характеристик передатчиков и приемников оптического излучения и среды его распространения.

Наиболее распространенным средством спектральной фильтрации являются оптические фильтры. Мощным инструментом повышения отношения С/Ш является когерентный прием, обеспечивающий повышение энергетического потенциала ВОСП на 20...25 дБ по сравнению с прямым детектированием. Объясняется это нечувствительностью когерентного приема ко всем внутренним и внешним шумам, кроме дробовых шумов оптического гетеродина.

Контрольные вопросы

1. Эквивалентная схема замещения ПрОМ для расчета С/Ш.

2. Эквивалентная обобщенная схема интегрирующего усилителя в ПрОМ.

3. Недостатки интегрирующих усилителей для ПРОМ, их основные разновидности.

4. Эквивалентная схема усилителя с обратной связью.

5. Основные свойства трансимпедансного усилителя.

6. Порог чувствительности и эквивалентная мощность шума ПРОМ с модуляцией интенсивности оптического излучения и прямым детектированием аналогового сигнала (р-i-n- ФД).

7. Порог чувствительности ПРОМ с модуляцией интенсивности оптического излучения и прямым детектированием аналогового сигнала (ЛФД).

8. Как определяется М_опт для ЛФД ПРОМ.

9. Определение отношения С/Ш и порога чувствительности цифрового ПРОМ.

10. Оптимальный (квазиоптимальный) прием оптического излучения ЦВОСП (понятия, схема).

11. Оценка качества ФПУ с использованием отношение правдоподобия.

12. Оптимальный приемник на основе р-i-n- ФД.

13. Понятие, принцип действия и структурная схема корреляционного приемника ПРОМ.

14. Структурная схема фотоприемного устройства на основе согласованного фильтра.

15. Оптимальный приемник на основе ЛФД.

Дата добавления: 2014-01-15