光接收机灵敏度ppt课件.ppt

《光接收机灵敏度ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章光接收机7.1光接收机7.2光接收机的误码源7.3光接收机的灵敏度7.1光接收机7.1.1光接收机作用光接收机作用是将光纤传输后的幅度被衰减、波形产生畸变的、微弱的光信号变换为电信号，并对电信号进行放大、整形、再生后，再生成与发送端相同的电信号，输入到电接收端机，并且用自动增益控制电路（AGC）保证稳定的输出。光接收机中的关键器件是半导体光检测器，它和接收机中的前置放大器合称光接收机前端。前端性能是决定光接收机的主要因素。7.1.2光接收机基本组成直接强度调制、直接检测方式的数字光接收机方框图见图7.1。

2、主要包括：光检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、时钟提取电路、取样判决器以及自动增益控制(AGC)电路。光检测器偏压控制前置放大器AGC电路均衡器判决器时钟提取再生码流主放大器光信号图7.1数字光接收机方框图前端线性通道时钟提取数据再生光接收机的前端前端：由光电二极管和前置放大器组成作用：将耦合入光电检测器的光信号转换为时变光生电流，然后进行预放大(电流信号到电压信号的转换)，以便后级作进一步处理。前端是光接收机的核心要求：低噪声、高灵敏度、足够的带宽光检测器的选择：要视具体应用场合而定。A.pin光电二极管

3、具有良好的光电转换线性度，不需要高的工作电压，响应速度快。B.APD最大的优点是它具有载流子倍增效应，一般来说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。从简化接收机电路考虑，一般情况下多喜欢采用pin光电二极管作光探测器。EDFA+pin同样可以带来高灵敏度。前置放大器对前置放大器要求是较低的噪声、较宽的带宽和较高的增益。其主要作用是保持探测的电信号不失真地放大和保证噪声最小，一般采用场效应晶体管(FET)。前置放大器的的类型目前有3种：低阻抗前置放大器、高阻抗前置放大器和跨阻抗前置放大器（或跨导

4、前置放大器）。器件的选择光接收机的线性通道对主放输出的失真数字脉冲进行整形和补偿，使之成为有利于判决的码间干扰最小的升余弦波形根据输入信号(平均值)大小自动调整放大器增益，使输出信号保持恒定。用以扩大接收机的动态范围。提供高的增益，放大到适合于判决电路的电平主放大器主放大器一般是多级放大器，它的功能主要是提供足够高的增益，把来自前置放大器的输出信号放大到判决电路所需的信号电平。自动增益控制（AGC）就是用反馈环路来控制主放大器的增益。作用是增加了光接收机的动态范围，使光接收机的输出保持恒定。主放大器和AGC决定

5、着光接收机的动态范围。判决再生与时钟提取任务：把线性通道输出的升余弦波形恢复成数字信号为确定是‘1’或是‘0’，需要对某时隙的码元作出判决。若判决结果为‘1’，则由再生电路产生一个矩形‘1’脉冲；若判决结果为‘0’，则由再生电路重新输入一个‘0’。为了精确地确定“判决时刻”，需要从信号码流中提取准确的时钟信息作为标定，以保证与发送端一致通过光数据链路的信号路径7.1.2光电集成接收机图7.1中除光检测器以外的所有元件都是标准的电子器件，很容易用标准的集成电路(IC)技术将它们集成在同一芯片上。不论是硅(Si)还

6、是砷化镓(GaAs)IC技术都能够使集成电路的工作带宽超过2GHz，甚至达到10GHz。为了适合高传输速率的需求，人们一直在努力开发单片光接收机，即用“光电集成电路(OEIC)技术”在同一芯片上集成包括光检测器在内的全部元件。这样的完全集成对于GaAs接收机(即工作在短波长的接收机)是比较容易的，而且早已得到实现。然而，对于工作在1.3-1.6μm波长的系统，人们需要基于InP的OEIC接收机。在1991年试验成功的单路InGaAsOEIC接收机，其运行速率达5Gb/s。光电集成接收机InGaAsOEIC接收机

7、也可以用混合法实现。如图所示，电元件集成在GaAs基片上，而光检测器集成在InP基片上，两个部分通过接触片连接在一起。光接收机的结构7.1.3光解调原理1.非相干检测方式常用的非相干检测方式就是直接功率检测方式。直接功率检测方式是通过光电二极管直接将接收的光信号恢复成基本调制信号的过程。2.相干检测方式就像普通的无线电收音机一样，首先接收光信号要与一个光本地振荡器在光混频器混频之后，再被光电检测器变换成一定要求的电信号，如图7.5所示。图7.5相干检测原理7.1.4光接收机的指标对于不同的光纤通信系统，有着不同

8、的光接收机质量指标。(1)光接收机灵敏度所谓光接收机灵敏度，就是指在一定误码率或信噪比(有时还要加上信号波形失真量)条件下光接收机需要接收的最小平均光功率(有时也称为平均最小输入光功率)。(2)光接收机动态范围所谓光接收机动态范围，就是指在一定误码率或信噪比(有时还要加上信号波形失真量)条件下光接收机允许的光信号平均光功率的变化范围。7.2光接收机的误码源7.2.1光接收机的噪声源Fi