光纤通信第四章光发射机.ppt

1．偏置电流I0和调制电流Im大小的选择 主要考虑以下原则 （1）加大直流偏置电流使其逼近阈值，可以大大减小电光延迟时间，提高频谱利用率和通信容量，并且在一定程度上抑制张弛振荡 ； （2）激光器偏置在阈值附近的另一好处是较小的调制电流就能获得足够大的输出光脉冲，I0和I0+Im值相差不大，从而削弱调制码型间的相互影响，减小码型效应； （3）由于偏置电流决定“0”码时的发光功率，I0上升意味着激光器的消光比恶化。EX太小灵敏度下降； （4）实验观察到异质结激光器的散粒噪声在阈值处常有一很陡的峰值，因此I0的选取应避开此峰值。但对数字光传输系统，光源的噪声对接收机影响不大。 2．激光器的调制电路 对激光器进行高速脉冲调制时，调制电路既要有快的开关速度，又要保持有良好的电流脉冲波形。因为不仅电流脉冲上升沿和下降沿的快慢会影响到光脉冲的响应速度，而且电流脉冲上升沿的过冲还会加剧光脉冲的张驰振荡。要做到这两点，不仅电路的设计是重要的，而且电路的工艺也同样重要，因为杂散电感和杂散电容会给高速脉冲电路带来不良影响。 射极耦合LD驱动电路图 “0”码，V1导通，LD不发光；“1”码，V2导通，LD发光。 三极管fT?4.5 GHz，调制速率达300 MHz；动态范围小，功耗大 3．激光器控制电路 阈值变化引起的光输出变化 外微分量子效率变化 引起的光输出变化 控制电路的作用，就是为了消除上述温度变化和器件老化带来的影响，给激光器提供稳定的工作环境。目前主要采取的措施有自动温度控制和自动功率控制。 （1）自动温度控制（ATC） ATC原理电路 Rc：半导体制冷器TEC电阻  T(环境)→T(LD、热沉) →RT →I(致冷器) →T(LD)  APC电路原理 （2）自动功率控制（APC） 习 题 1．一半导体激光器，阈值电流Ith=60 mA，?sp=4×10-9 s，?ph=2×10-12 s，注入幅度为90 mA的阶跃电流脉冲，求： （1）瞬态过程中张弛振荡的频率和衰减时间； （2）电光延迟时间。 2. 在LD的驱动电路里，为什么要设置功率自动控制电路APC？ 3. 在LD的驱动电路里，为什么要设置温度自动控制电路？具体措施是什么？ 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4章 光发射机和光接收机 4.1 光发射机 4.2 光接收机 4.1 光发射机 4.1.1 光发射机基本组成和主要指标4.1.2 光源的调制原理 4.1.3 光发射机及控制电路 4.1.1 光发射机基本组成和主要指标 一、光发射机的基本组成 光发送电路主要由驱动电路、发光器件、自动功率控制（APC）电路、自动温度控制（ATC）电路组成。其功能是将输入的电脉冲信号转换为输出光脉冲信号（即E/O转换）。 光发射机基本组成框图 驱动电路起调制作用，调制分为内调制（即直接调制）和外调制（即间接调制）。内调制是直接在光源上调制，系统结构较简单，广泛应用于通信系统中；外调制是在光输出通路上加调制器，对光源性能影响小，但系统结构复杂，目前尚未广泛应用。图中给出的驱动电路，是用输入电信号的大小来直接调制发光器件的发光强度，所以属于内调制。驱动电路的输入电脉冲信号和发光器件的输出光脉冲信号都要求是光纤码型信号； APC电路用来使光信号的功率稳定而不随外界条件变化； ATC电路用来使发光器件工作温度恒定。 二、光发射机的主要性能指标 1. 平均发送光功率PT 定义为正常工作条件下光发送电路输出的平均光功率。通常PT使用毫瓦分贝（dBm）单位，即 平均发送光功率与光发送电路（驱动电路）的输入电脉冲信号幅度和码型有关。所以，离线测试时应在正常工作的注入电流条件下进行，并且测试信号使用伪随机码，以便尽可能接近实际情况。 (mW) ２．消光比（EX） 定义为光发送电路输出全“1”码时的平均输出光功率P1与输出全“0”码时的平均输出光功率P0之比，即 消光比应大于10，以保证足够