BÀI GIẢNG MÔN CƠ SỞ TRUYỀN THÔNGCƠ SỞ TRUYỀN THÔNG SỢI QUANGSỢI QUANG

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG BÀI GIẢNG MƠN CƠ SỞ TRUYỀN THƠNG SỢI QUANG Bộ mơn: Thơng tin quang - Khoa VT1 Năm biên soạn: 2010 BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Nội dung Tổng quan kỹ thuật thông tin quang Sợi quang Chương Bộ phát quang Bộ thu quang Một số vấn đề thiết kế truyền TTQ đơn kênh điểm – điểm www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Chương 4- Bộ thu quang Các khái niệm Các phần tử chuyển đổi quang- điện bán dẫn (Photodiode) Các tiền khuyếch đại Nhiễu thu quang Các tham số thu quang www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG 4.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (1)  M¹ch thu quang: Optical signal Detector Preamp Equal Amp Filter Nguån thu quang: chun ®ỉi O/E Decision Data Clock Recov Bộ tiền khuyếch đại: chuyển đổi I/V khuyếch đại, đảm bảo nhiễu thấp Bộ cân bằng: kết hợp với tiền khuyếch đại đảm bảo băng tần thu Bộ khuyếch đại: khuyếch đại giữ ổn định tín hiệu điện đầu Bộ lọc: hạn chế bớt nhiễu, loại bỏ thành phần tần số không muốn Mạch định: Tái sinh tín hiệu số www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG 4.1 CC KHI NIM C BN (2) Độ đáp ứng: Quá trình thu tín hiệu quang: hấp thụ lợng photon Đối với vật liệu bán dẫn: lợng photon đủ lớn h Eg photon bị hÊp thơ  sinh cỈp e - h tù Dới tác động điện trờng đặt vào điện tử lỗ trống bị quét mạch sinh dòng điện www.ptit.edu.vn B MễN: THễNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG 4.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BN (3) Độ đáp ứng: Dòng quang điện tỉ lệ trực tiếp với công suất quang vào (4.1) Trong đó: R - độ đáp ứng (độ nhạy) nguồn thu (đơn vị: A/W) Hiệu suất lợng tử: (4.2) Độ đáp ứng: (4.3) Hiệu suất chuyển đổi O/E R tăng theo bớc sóng www.ptit.edu.vn B MễN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG 4.1 CÁC KHÁI NIỆM C BN (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: (4.4) Công suất bị hấp thụ: (4.5) Mỗi photon bị hấp thụ cặp e-h tự đợc tạo  HiƯu st lỵng tư: (4.6)  =  = ,   W >> www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG 4.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (5)  §é đáp ứng: Sự phụ thuộc vào : = = c tăng gi¶m  lín ~ 104 cm-1    W ~ 10 m www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG 4.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN (6) Thời gian lên độ rộng băng tần: Độ rộng băng tần photodiode: Tốc độ đáp ứng với thay đổi công suất quang vào Thời gian lên: thời gian dòng tăng từ 10 đến 90 % giá trị đỉnh công suất quang vào dạng bậc Tr phụ thuộc vào: - Thời gian mà điện tử lỗ trống dịch chuyển tới điện cực - Thời gian đáp ứng mạch điện www.ptit.edu.vn B MễN: THễNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG 4.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BN (7) Thời gian lên độ rộng băng tần: Thời gian lên mạch tuyến tính: thời gian đáp ứng tăng từ 10 đến 90 % giá trị đỉnh đầu vào dạng bậc Điện áp đầu vào mạch RC thay đổi tức thời từ đến V0 Điện áp đầu thay đổi: (4.7) Trong đó: R - điện trở, C - điện dung mạch RC Thời gian lên: (4.8) Trong đó: RC = RC - h»ng sè thêi gian cđa m¹ch RC www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 10