光纤通信第五章光检测器与光接收机资料讲解.ppt

人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第5章 光检测器和光接收机 主放大器的作用有两个方面： （1）将前置放大器输出的信号放大到判决电路所需要的 信号电平。 （2）它还是一个增益可调节的放大器。当光检测器输出 的信号出现起伏时，通过光接收机的自动增益控制 电路对主放大器的增益进行调整，以使主放大器的 输出信号在一定范围内不受输入信号的影响。 对APD光接收机还通过控制APD的偏压来控制雪崩增 益。 2）线性通道 * 第5章 光检测器和光接收机 2）线性通道 对于一个实际的传输系统（包括信道、放大器、均衡滤波器等），其频带总是受限的。对于一个频带受限系统，它的时域将是无限的，也就是说它的输出波形必定有很长的拖尾，使前后码元波形重叠，引起码间干扰，导致误码判决。 尽管频带受限系统的时域波形总会有拖尾，但我们可以设计具有特定频谱的波形，使其在判决其它码元的时刻，拖尾值为零。通过均衡电路对失真的数字信号进行整形、输出为码间干扰尽可能小、 有利于判决的波形。 通常将输出波形均衡成具有升余弦频谱函数（相频特性为线性）的特性，此时码间干扰最小，最有利于判决。 * 第5章 光检测器和光接收机 2）线性通道 升余弦频谱函数为 对上式进行傅立叶逆变换，得线性通道的响应为 上式中的hout（t）相应于线性通道输出的电压脉冲Vout（t） 的形状。 在t＝0判决时刻， hout（t）＝1，信号最大； 当t＝m/B时 hout（t）＝0， 而t＝m/B，对应于相邻比特判决时刻，所以，本码不会 干扰邻码。 * 第5章 光检测器和光接收机 本码判决时刻 邻码判决时刻 t 0 T 2T 3T 4T 均衡前的脉冲波形 本码判决时刻 邻码判决时刻 t 0 均衡后的脉冲波形 2T T 3T 4T ? ? ? ? 2）线性通道 通过比较知道，没有均衡滤波器的输出波形不利于判决， 经过均衡后的波形，在本码判决时刻，波形的瞬时值应为 最大值；而这个本码波形的拖尾在邻码判决时刻的瞬时值 应为零。这样，即使经过均衡以后的输出波形仍有拖尾， 但是这个拖尾在邻码判决的这个关键时刻为零，从而不干 扰对邻码的判决。因此均衡滤波非常重要。 * 第5章 光检测器和光接收机 3）数据恢复 数据恢复电路由判决电路和时钟恢复电路组成，如果需要与电端机接口，还需要解码、解扰和编码电路，如下图所示。 * 第5章 光检测器和光接收机 将升余弦波恢复成数字信号（首先要提取正确的时钟，适当移相后在最佳时刻对升余弦信号取样，与阈值比较以确定“0”或“1”，实现数据重建） 为了能从均衡器的输出信号判决出是“0”码 还是“1”码，首先要设法知道应在什么时刻进行判决．亦即应将“混在”信号中的时钟信号（又称定时信号）提取出来． 3）数据恢复 * 第5章 光检测器和光接收机 信号再生示意图 3）．数据恢复 接着再根据给定的判决门限电平，按照时钟信号所“指定”的瞬间来判决由均衡器送过来的信号．若信号电平超过判决门限电平，则判为“l”码；低于判决门限电平，则被判为“0”码．从而把升余弦频谱脉冲恢复（再生）为“0”，“1”码信号． * 第5章 光检测器和光接收机 3） 数据恢复 眼图：由于经过均衡的信号是变了形的数字码流，用示波器观看时看到的是一种与眼睛相似的图案，称为眼图。 眼图形成条件： a、观测的二进制码流具有随即性（非周期规则码），在同步触发扫描下每帧图案不同。 b、示波器的余晖时间要远大于扫描的重复周期，在同步触发下，相互叠加显示稳定的眼图。 c、数字码流中的脉冲已经不是理想的矩形脉冲，成了升余弦波形。 对眼图的要求：眼图张开越大越好，线条要清晰，图形要稳定，单线最好，对称性好。 * 第5章 光检测器和光接收机 眼图分析法：最佳取样时间相应于在“1”和“0”信号电平相差最大的位置，可由眼图决定，它由不同比特电脉冲顶部叠加而成，上图为理想的眼图，下图为噪声和时间抖动导致的半张半闭退化眼图，最佳取样时间相应于眼睛睁开最大处的时间。 3）数据恢复 * 第5章 光检测器和光接收机 均衡器 移相 嵌位、整形 非线性处理 整形 限