第4章光接收设备分解.ppt

（4）均衡电路 均衡电路是专门的滤波及频率补偿电路，其输出波形应当接近升余弦波。 实现方法是，补偿某些频率、抑制某些频率。 LRC滤波器均衡电路图： 调试该电路时， 须根据眼图的状况来调整Rc和Re。 眼图 眼图张开程度越大，则码间干扰越小，越有利于判决。 4.1.6 基线恢复 1．基本功能 将升余弦信号的基线固定在某一电平上不变。 2．典型电路 （1）二极管钳位器(用于速率≤34 Mb/s的光纤通信系统) （2）差分电路负反馈钳位器（用在速率为140 Mb/s的 光纤通信系统中） 4.1.7 幅度判决 1．基本功能 将均衡器输出并经过基线恢复处理的升余弦波信号整形为非归零（NRZ）的矩形脉冲信号，以利于时钟提取。 2．典型电路 4.1.8 非线性处理 1．基本功能 将幅度判决输出的非归零矩形脉冲序列信号变为归零矩形脉冲序列信号，以利于提取时钟信号。 NRZ与RZ脉冲序列信号的区别如下： （1）时域：NRZ脉冲宽度τ等于码元周期Tb，RZ脉冲宽度τ小于码元周期Tb(τ=Tb/m，其中m = 2,3,4… )。 （2）频域：NRZ功率谱没有时钟频率的线谱分量，RZ功率谱则有之。 单极性NRZ和RZ脉冲序列信号的时域和频域波形图 2．典型电路 非线性处理电路及其各点信号的波形图 4.1.9 时钟提取 1．基本功能 从非线性处理电路输出的RZ信号中获得按时钟频率fb振荡的余弦信号。其中fb = 1/Tb。 2．典型电路：LC谐振放大器 4.1.10 限幅移相 1．基本功能 将时钟提取电路输出的一列幅度变化很大的余弦振荡信号进行限幅，得到矩形脉冲信号，再经过移相和电平变换，变成后续电路所需要的时钟信号。 2．典型电路：射极耦合限幅移相电路 状态Ⅰ：VT2截止、VT3导通； 状态Ⅱ：VT2和VT3同时导通； 状态Ⅲ：VT2导通、VT3截止 射极耦合限幅移相电路及其输入和输出信号的波形图 4.1.11 定时判决 1．基本功能 利用限幅移相电路输出的时钟脉冲的控制作用，将幅度判决电路输出的NRZ脉冲信号（其前、后沿有较大抖动）变成与发送端一致的NRZ脉冲信号（抖动很小）。 2．典型电路：使用D触发器 D触发器定时判决电路及其输入和输出信号 4.4 光收机的信噪比 4.4 光接收机的信噪比 1、接收机的噪声 暗电流及漏电流噪声，它们均与光照无关。 在小信号时，光检测器的偏置电阻及放大器电路的热噪声起重要作用。 量子噪声(或散弹噪声)来自单位时间内到达光检测器上信号光子数的随机性，因此它与信号电平有关。 在采用APD作光检测器时，倍增过程的统计特征产生附加的散弹噪声，它随倍增增益而增加。 4.3 接收机电路 1、前置放大器 2、主放大器 3、均衡滤波器 低噪声，高灵敏度，合适的带宽，采用前置和主放分级设计，前置采用互阻抗电路 主放大器是高增益，大动态范围设计，动态 范围取决于AGC电路 均衡器消除码间干扰，采用升余弦滤波特性 4.4 光接收机的信噪比 1、接收机的噪声 检测器量子噪声 暗电流噪声 负载热噪声 放大器噪声 PIN量子噪声 APD量子噪声 暗电流噪声 负载热噪声 放大器热噪声 光检测器 前置放大器 主放大器 均衡器 数字信号 恢复、时钟 前置放大器输入端的噪声电流方差 判决电路输入端噪声电流方差 +放大器热噪声 2 、PIN光接收机的信噪比 信噪比（SNR）是评价光接收机性能的重要指标 对于PIN光接收机 在判决电路输入端信号电流均方值为 判决电路输入端噪声电流方差 3、APD光接收机的信噪比 在判决电路输入端信号电流均方值为 判决电路输入端噪声电流方差 * 第4章 光接收设备 4.1 光接收机组成及性能指标 4.2 光检测器 4.3 光接收机电路 4.4 光接收机的信噪比 4.5 光接收机的灵敏度 4.1 光接收电路 4.2 输出电路 4.1 光接收机组成及性能指标 1．光接收机基本构成 将输入光脉冲信号转换为输出电脉冲信号， 即进行光/电转换 前端 线性通道 数字信号恢复电路（非线性电路） 线路译码 输出接口 光接收机 光信号 电信号 2．光接收机的主要性能指标 （1）灵敏度Sr 定义为 Pr是在给定误码率条件下， 光接收机所需要的最小平均光功率。 灵敏度反映光接收机接收弱光信号的能力大小。 光接收机的灵敏度指标主要由光检测器件和前置放大器的性能所决定。 （2）动态范围D Pmax和Pmin分别是光接收机在所期望的误码率条件下的最大和最小平均接收光功率。 其中Pmin就是灵敏度Sr对应的Pr。 动态范围表示光接收机 在指定的误码率条件下 所能接收的光功率变化范围的大小， 它反映光接收机适应强光信号的能力。