chapter3光接收机与光发射机4

1、3.6 光接收机光信号光检测器前置放大主放大器均衡滤波判决器输出AGC电路性能指标:接收灵敏度、误码率或信噪比前端线性通道时钟提取与数据再生对信号进行高增益放大与整形，提高信噪比，减少误码率。偏压控制1光接收机的前端前端：由光检测器、偏压控制电路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电流，然后进行预放大（电流电压转换），以便后级作进一步处理。是光接收机的核心。要求：低噪声、高灵敏度、足够的带宽电信号光信号光电变换前置放大偏压控制2光接收机的前端根据不同的应用要求，前端的设计有三种不同的方案：高阻抗前端场效应管放大器低阻抗前端双极性晶体管放大器跨阻抗前端跨阻抗放大器高阻抗前端

2、尽量加大偏置电阻，把噪声减至尽可能小的值优点：噪声较低缺点：动态范围小、高频分量损失太大,对均衡电路提出很高要求. 多用于低速系统.光接收机前端的等效电路3光接收机的前端跨阻抗前端电压并联负反馈放大器（电流-电压转换器）优点：宽频带（等效输入电阻很小）、低噪声（反馈电阻可以取得很大）、灵敏度高、动态范围大等综合优点，被广泛采用。低阻抗前端从频带要求出发选择偏置电阻RL优点：电路简单，不需要或只需要很少的均衡，动态范围较大缺点：灵敏度低，噪声较高4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，使之成为有利于判决码间干扰最小的升余弦波形。可根据输入信号（平均值）大小自动调整放大器增益，使输出

3、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。主放大器均衡滤波AGC电路5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由判决电路和码形成电路组成。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。判决器时钟恢复输出6光接收机的噪声特性光接收机的噪声来自两方面，一是光检测器产生的噪声即倍增噪声与暗电流噪声；另一方面是放大器的热噪声光检测器放

4、大器偏置电阻光子流hRL暗电流噪声APD倍增噪声热噪声放大器噪声接收机噪声及其分布图：暗电流噪声：当没有光信号照射光检测器时，外界的一些杂散光或热运动也会产生一些电子空穴对，光检测器还会产生一些电流，这种残留电流称为暗电流。APD倍增噪声：当使用雪崩光电二极管时，倍增过程的随机特性产生附加的噪声。热噪声：是在有限温度下，导电媒质内自由电子和振动离子间热相互作用引起的一种随机脉动。放大器的噪声特性取决于所采用的前置放大器类型，通过放大器噪声等效电路和晶体管理论可计算得到。7 光接收机主要性能指标误码数为漏码数及增码数之和。总的误码数与发送总码数之比称为误码率误码率（BER）：接收机判决电路错误确

5、定一个比特的概率。PeVS0S1D0P0(U)P(0/1)P(1/0)S0S1UD“0”码t（a)(b)(a) 接收信号脉冲与(b)概率密度“1”码“0”码“1”码P1(U)20218Q被广泛用来说明接收机的特性。Q=6，BER=10E-9Q7， BER10E-12误码概率BRE9光接收机灵敏度光接收机灵敏度Pr：指在保证规定的误码率条件下（如BER=110-10），光接收机所需要的最小光功率值。光接收机灵敏度的高低和许多因素有关，主要包括以下几个方面。输入光脉冲形状hp(t)光检测器件的量子效率光接收机放大器的热噪声因子Z APD倍增噪声指数因子单位换算10光接收机动态范围动态范围：在一定误码率条件（BER=10-9）下，光接收机所允许的最大接收光功率（过载光功率） P0与光接收机灵敏度Pr的比值。动态范围主要是为了适应实际使用中各中继段的距离会有较大差别的要求。动态范围一般在20dB以上。11作业1.半导体激光器发射光子的能量近似等于材料的禁带宽度，已