Методические указания к задаче 5

Для решения задачи необходимо внимательно изучить 5 раздел

конспекта лекций или учебного пособия.

При решении задачи необходимо учесть соотношения (5.1), (5.2), (5.3):

(5.1)

(5.2)

(5.3)

где, Е_Ф – энергия фотона, е – заряд электрона; h_ВН – внутренняя квантовая эффективность фотодиода; h – постоянная Планка, С – скорость света.

Длинноволновая граница чувствительности фотодетектора определяется соотношением (5.4):

(5.4)

где Еg - ширина запрещенной зоны полупроводникового материала, из которого сделан фотодиод.

Рекомендуется при построении графика зависимости чувствительности фотодетектора от длины волны выполнить чертеж на миллиметровой бумаге в масштабе 1мм: 0,01мкм и 1мм: 0,01 А/Вт.

Привести рисунок, выводы и оценки по результатам расчетов.

6 Фотоприемные устройства оптических систем
передачи

Изучите конспект, учебную литературу и ответьте письменно на следующие вопросы:

1. Чем отличается прямое фотодетектирование от фотодетектирования с преобразованием?

2. Какие функциональные блоки входят в схему фотоприемного устройства (ФПУ) с прямым детектированием?

3. Какие виды предварительных усилителей применяются в фотоприёмных устройствах?

4. Из каких элементов состоит входная цепь фотоприёмного устройства с прямым детектированием?

5. Как устроена входная цепь фотоприёмного устройства детектирования с преобразованием?

6. Как соотносятся между собой электрическая и оптическая полосы частот пропускания ФПУ?

7. Чем определяется величина соотношения сигнал/шум на выходе ФПУ?

8. Чем выполняется противошумовая коррекция в ФПУ?

9. Чем отличается гомодинный приёмник сигнала от гетеродинного в ФПУ с преобразованием?

10. Что используется для детектирования оптического сигнала с фазовой и квадратурной модуляцией?

Задача 6

Определить полосу пропускания и отношение сигнал/шум для фотоприёмного устройства, содержащего интегрирующий (ИУ) или трансимпедансный (ТИУ) усилитель и фотодетектор (ЛФД или p-i-n).

Исходные данные по вариантам приведены в табл. 6.1 и 6.2.

Табл. 6.1. Параметры ФПУ

Параметр	Предпоследняя цифра номера пароля
Тип ФД	p-i-n	ЛФД	p-i-n	ЛФД	p-i-n	ЛФД	p-i-n	ЛФД	p-i-n	ЛФД
Тип усилителя	ИУ	ТИУ	ИУ	ТИУ	ИУ	ТИУ	ИУ	ТИУ	ИУ	ТИУ
Rэ, кОм
Сэ, пФ	0,1	0,2	0,25	0,15	0,3	0,35	0,5	0,23	0,17	0,8
ηвн	0,4	0,8	0,45	0,85	0,5	0,9	0,55	0,93	0,6	0,96
M
Fш(M)
T
Dш			2,5	3,5		4,5		5,5		6,5
Кус

 

Табл. 6.2. Параметры секции передачи

Параметр	Последняя цифра номера пароля
Pпер, дБм	-3		+1	+2	+3	+4	+5	+6	+8	+10
L, км
α, дБ/км	0,3	0,33	0,26	0,25	0,24	0,23	0,22	0,21	0,2	0,19