Hình 2.17 – Mạch phát quang dùng Lazer Diode
Mạch phát quang dùng Lazer Diode trong hình 3.3 bao gồm các thành phần cơ bản sau: Cổng NAND là cổng logic (dùng để cộng logic các tín hiệu ở đầu vào của nó để tạo ra tín hiệu đầu ra theo quy tắc: 0+0=0, 1+0=0, 0+1=0, 1+1=0); bộ lọc thông thấp dùng để ổn định công suất phát của Lazer khi tín hiệu giảm; khối điều khiển IB có chức năng cấp dòng định thiên cho lazer; bộ chuyển mạch dòng trong mạch thực chất là tranzitor làm việc giống
Cường độ tương đối
Bước sóng (μm)
như một khóa điện tử K; Lazer Diode (LD) dùng để phát ra tín hiệu quang để truyền đi trên sợi quang; PhotoDiode (PD) là diode tách quang có chức năng thu tín hiệu quang từ LD; TEC là bộ điều khiển nhiệt điện có chức năng điều khiển nhiệt độ của LD (trong TEC có pin nhiệt điện và LD được gắn trên bề mặt của pin này); T là bộ cảm ứng nhiệt có chức năng phát hiện ra sự thay đổi nhiệt độ của LD.
Do đặc tính P – I (đặc tuyến phát xạ) của LD là đường gãy khúc, trong thực tế thì nó là đường cong. Vì vậy, chúng ta chỉ sử dụng tín hiệu số để điều chế cường độ ánh sáng của LD, mà không dùng tín hiệu analog (vì tín hiệu analog sẽ làm méo dạng tín hiệu ở phía thu).
Cho tín hiệu điều chế Vs là tín hiệu số đi vào mạch điện. Tín hiệu số Vs tại đầu vào là tín hiệu nhị phân bao gồm có 2 mức là 1 và 0. Bởi vì công suất phát của LD phụ thuộc vào nhiệt độ (nhiệt độ tăng thì công suất phát giảm, và ngược lại nhiệt độ giảm thì công suất phát tăng), vì vậy muốn công suất phát của LD không giảm khi nhiệt độ tăng thì phải dùng mạch ổn định nhiệt độ.
Khi nhiệt độ của LD tăng thì bộ cảm ứng nhiệt T sẽ nhận biết được sự thay đổi nhiệt độ của LD, và nó sẽ thông báo thông tin về nhiệt độ của LD tăng cho pin nhiệt điện thông qua dòng một chiều bơm cho pin nhiệt điện theo một chiều định trước. Do đó, nhiệt độ của LD càng tăng thì dòng bơm càng lớn và khi đó nhiệt độ của pin nhiệt điện càng giảm làm cho nhiệt độ của LD cũng giảm theo. Khi nhiệt độ của LD giảm xuống quá thấp thì dòng bơm qua pin nhiệt điện sẽ đổi chiều làm cho nhiệt độ của pin lại tăng lên, và đồng thời cũng làm tăng nhiệt độ của LD. Tuy nhiên, mạch ổn định nhiệt độ cũng chỉ giữ cho nhiệt độ của LD thay đổi trong một phạm vi nhất định, mà nó không thể giữ được nhiệt độ của LD được ổn định hoàn toàn. Vì vậy mà công suất phát đầu ra của LD vẫn thay đổi. Do đó, ngoài mạch ổn định nhiệt độ cho LD thì chúng ta cũng cần phải sử dụng mạch ổn định công suất phát cho LD để cho công suất phát đầu ra của LD được ổn định khi nhiệt độ của LD thay đổi.
Trong mạch ổn định công suất phát cho LD, thì ta gắn sợi quang vào một phía của LD qua gương phản xạ R1 = 0,3. Diode tách quang PD được gắn với LD qua gương phản xạ R2 = 0,7. Khi nhiệt độ của LD tăng thì sẽ làm cho mức công suất phát của LD sẽ giảm, nên phần công suất ánh sáng chiếu vào PD giảm, dẫn đến dòng tách quang cũng giảm theo. Dòng tách quang này sẽ được đưa vào khối điều khiển IB để làm tăng dòng định thiên cho LD. Khi dòng định thiên tăng thì công suất phát của LD cũng tăng theo. Và ngược lại, khi nhiệt độ của LD giảm quá thấp thì sẽ làm cho mức công suất phát của LD sẽ tăng, nên phần công suất ánh sáng chiếu vào PD tăng, dẫn đến dòng tách quang cũng tăng theo. Dòng tách quang này
sẽ được đưa vào khối điều khiển IB để làm giảm dòng định thiên cho LD. Khi dòng định thiên giảm thì cũng sẽ làm cho công suất phát của LD giảm theo. Như vậy, công suất phát của LD sẽ được ổn định.
Ngoài ra, trong mạch còn có bộ lọc thông thấp có chức năng ổn định công suất phát của LD khi tín hiệu đầu vào giảm. Khi tín hiệu đầu vào giảm, thì tín hiệu cũng sẽ đi qua bộ lọc thông thấp và đi vào trong khối điều khiển IB, và làm tăng dòng định thiên IB. Do đó, mức công suất phát của LD cũng tăng theo
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] J. M. Senior, Optical Fiber Communications Principles and Practice, Second edition, Prentice Hall, 1993.
[2] J. Gowar, Optical Communication Systems. Second edition, Prentice-Hall, 1993. [3] Vũ Văn San, Hệ thống Thông Tin Quang tập 1, Nhà xuất bản Bưu Điện, 7-2003. [4] htpp://tailieu.vn
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN ……… ……… ……… ……… ……… ……….. ……… ……… ……… ……… ……… ……….. ……… ……… ……… ……… ……… ……….. ……… ……… ……… ……… ………
………..
……… ………