Лекция №8. Тема: Приёмники оптических сигналов. План

Разработка оптоволоконной связи. При разработке оптоволоконной системы следует учитывать множество факторов, каждый из которых вносит свой вклад в конечную цель — гарантию того, что в приемник поступит достаточное количество света. Без достижения этой цели система не будет работать правильно. На рис. 12 указаны многие из этих факторов.

Рис.8.3. Важнейшие параметры, которые необходимо учитывать
при разработке оптоволоконной системы

При инженерной разработке оптоволоконной системы рекомендуется использовать следующую пошаговую процедуру:

1. 
   Выбор приемника и передатчика, подходящих для того типа сигнала, который необходимо передавать (аналоговый, цифровой, видеосигнал, RS-232, RS-422, RS-485 и т.д.). 
   
2. 
   Определение имеющихся источников питания (переменное напряжение, постоянное напряжение и др.). 
   
3. 
   Определение, при необходимости, специальных требований (например, импедансов, полосы пропускания, специальных разъемов и диаметра волокна и т.п.). 
   
4. 
   Расчет общих потерь в системе (в децибелах): суммирование потерь в кабелях, в разъемных и неразъемных соединениях. Эти характеристики можно получить у производителей электронных устройств и оптоволоконных кабелей. 
   
5. 
   Сравнение полученной цифры потерь с допустимым значением уровня сигнала на входе приемника. Следует подстраховаться, добавив запас как минимум в 3 дБ на всю систему. 
   
6. 
   Проверка соответствия полосы пропускания системы потребностям передачи нужного типа сигнала. Если расчеты покажут, что полоса пропускания окажется недостаточной для передачи сигнала на нужное расстояние, то следует либо выбрать другой приемник и передатчик (другую длину волны), либо рассмотреть возможность использования более дорогого и качественного оптоволоконного кабеля с меньшими потерями.
   

8.2. Основные характеристики и параметры фотоприёмников
Фотоприемник является одним из важнейшим и неотъемлемым элементом ВОСП, с помощью которого осуществляется фотоэлектрическое преобразование, т.е. преобразование оптического сигнала принимаемого с волокона в электрический, который затем подвергается усилению и обработке электронными схемами. Предназначенный для этих целей фотоприемник ВОСП, должен точно воспроизводить форму оптического сигнала, не внося дополнительные шумы, т.е. обладать требуемым широкополосностью, динамическим диапазоном и чувствительностью, иметь небольшие, но достаточные для надежного соединения с оптическим волокном размеры, должен быть нечувствительный к изменениям параметров внешней среды, иметь большой срок службы и минимальную стоимость.
К настоящему времени известны ряд типов полупроводников фотоприемников: фоторезисторы, фотодиоды, лавинные фотодиоды (ЛФД), фототранзисторы, фототиристоры, фоточувствительные S диоды и др., работающие на основе двух физических явлений - фоторезистивного и фотогальванического эффектов в полупроводниках.
Однако наиболее полно выше перечисленным требованиям удовлетворяют полупроводниковые фотодиоды, лавинные фотодиоды и фототранзисторы.