Chương 4 Bài giảng Cơ sở truyền thông sợi quang trình bày các vấn đề của bộ thu quang như: Các khái niệm cơ bản, các phần tử chuyển đổi quang- điện bán dẫn (Photodiode), các bộ tiền khuyếch đại, nhiễu trong bộ thu quang, các tham số của bộ thu quang. | Nội dung Một số vấn đề trong thiết kế truyền TTQ đơn kênh điểm – điểm Bộ thu quang Bộ phát quang Sợi quang Tổng quan về kỹ thuật thông tin quang Chương 1 2 3 4 5 Chương 4- Bộ thu quang Các khái niệm cơ bản Các phần tử chuyển đổi quang- điện bán dẫn (Photodiode) Các bộ tiền khuyếch đại Nhiễu trong bộ thu quang Các tham số của bộ thu quang CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (1) Mạch thu quang: . Nguồn thu quang: chuyển đổi O/E . Bộ tiền khuyếch đại: chuyển đổi I/V và khuyếch đại, đảm bảo nhiễu thấp. . Bộ cân bằng: kết hợp với tiền khuyếch đại đảm bảo băng tần bộ thu . Bộ khuyếch đại: khuyếch đại và giữ ổn định tín hiệu điện đầu ra . Bộ lọc: hạn chế bớt nhiễu, loại bỏ các thành phần tần số không muốn . Mạch quyết định: Tái sinh tín hiệu số Detector Preamp Equal Amp Filter Decision Clock Recov Optical signal Data CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (2) Độ đáp ứng: . Quá trình thu tín hiệu quang: hấp thụ năng lượng photon . Đối với vật liệu bán dẫn: năng lượng photon đủ lớn h Eg photon bị hấp thụ sinh ra cặp e - h tự do. . Dưới tác động của điện trường đặt vào các điện tử và lỗ trống bị quét ra mạch ngoài sinh ra dòng điện. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (3) Độ đáp ứng: . Dòng quang điện tỉ lệ trực tiếp với công suất quang vào Trong đó: R - độ đáp ứng (độ nhạy) của nguồn thu (đơn vị: A/W) . Hiệu suất lượng tử: . Độ đáp ứng: Hiệu suất chuyển đổi O/E. R tăng theo bước sóng. () () () CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (4) Độ đáp ứng: . Sự phụ thuộc vào : liên quan đến hệ số hấp thụ Giả sử lớp bán dẫn bọc lớp chống phản xạ công suất truyền qua lớp bán dẫn: . Công suất bị hấp thụ: . Mỗi photon bị hấp thụ cặp e-h tự do được tạo ra Hiệu suất lượng tử: = 0 khi = 0 , 1 khi W >> 1. () () () CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (5) Độ đáp ứng: . Sự phụ thuộc vào : = 0 tại = c tăng khi giảm lớn ~ 104 cm-1 1 khi W ~ 10 m CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (6) Thời gian lên và độ rộng băng tần: . Độ rộng băng tần của photodiode: Tốc độ tại đó nó đáp ứng với sự thay đổi công | Nội dung Một số vấn đề trong thiết kế truyền TTQ đơn kênh điểm – điểm Bộ thu quang Bộ phát quang Sợi quang Tổng quan về kỹ thuật thông tin quang Chương 1 2 3 4 5 Chương 4- Bộ thu quang Các khái niệm cơ bản Các phần tử chuyển đổi quang- điện bán dẫn (Photodiode) Các bộ tiền khuyếch đại Nhiễu trong bộ thu quang Các tham số của bộ thu quang CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (1) Mạch thu quang: . Nguồn thu quang: chuyển đổi O/E . Bộ tiền khuyếch đại: chuyển đổi I/V và khuyếch đại, đảm bảo nhiễu thấp. . Bộ cân bằng: kết hợp với tiền khuyếch đại đảm bảo băng tần bộ thu . Bộ khuyếch đại: khuyếch đại và giữ ổn định tín hiệu điện đầu ra . Bộ lọc: hạn chế bớt nhiễu, loại bỏ các thành phần tần số không muốn . Mạch quyết định: Tái sinh tín hiệu số Detector Preamp Equal Amp Filter Decision Clock Recov Optical signal Data CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (2) Độ đáp ứng: . Quá trình thu tín hiệu quang: hấp thụ năng lượng photon . Đối với vật liệu bán dẫn: năng lượng photon đủ lớn h Eg photon bị hấp thụ sinh .
