光通信：第06章光電檢測器與光接收機(jī)ppt課件

1、造如圖造如圖6.1所示。所示。圖圖6.1 PIN光電二極管的構(gòu)造光電二極管的構(gòu)造求很高的電場，因此只能在圖中求很高的電場，因此只能在圖中所示的高場區(qū)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)。所示的高場區(qū)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)。圖圖6.2 APD的構(gòu)造的構(gòu)造式中：式中：Ip為光生電流的平均值為光生電流的平均值(單位：單位：A)；P為平均入射光功率值為平均入射光功率值(單位：單位：W)。PIphPeIp/入射到器件上的光子數(shù)數(shù)通過結(jié)區(qū)的光生載流子式 中 ：式 中 ： e 是 電 子 電 荷 ， 其 值 約 為是 電 子 電 荷 ， 其 值 約 為1.610-19G；為光頻。為光頻。與與關(guān)系可以表示關(guān)系可以表示為：為：ehc式中

2、：式中：h是普朗克常數(shù)，是普朗克常數(shù)，c是光在真空是光在真空中的速度中的速度,是光電檢測器的任務(wù)波長。代是光電檢測器的任務(wù)波長。代入相應(yīng)數(shù)值后，可以得到：入相應(yīng)數(shù)值后，可以得到：從式從式(6-4)中可以看出：在任務(wù)波長一中可以看出：在任務(wù)波長一定時，定時，與與具有定量的關(guān)系。具有定量的關(guān)系。24. 111220ddppIIIIIIM聲帶寬。聲帶寬。表 6.1 列出了光電檢測器的典型指標(biāo)FID13Z81PZInGaAs-PINPDFPD5W1KSInGaAs-APD工作波長（ m）1.311.55量子效率（%）7575響應(yīng)度（A/W）0.780.94暗電流（nA）0.120檢測帶寬 （GHz）2

3、.03.0附加電容（pF）1.10.5典型應(yīng)用622Mb/s2.5Gb/s表 6.2 常用光電檢測器件的參考數(shù)據(jù)Si-PINPDInGaAs-PINPDInGaAs-APD正向壓降0.60.7V0.20.3V約 2V正向電阻35k （R100 檔）35k （R100 檔）通反向電阻100k （R1K 檔）100k （R1K 檔）無窮大（R1K 檔）圖圖6.5 相關(guān)檢測原理相關(guān)檢測原理PINPDPDnnhPBe22APDPDnnhFPBeM2232232222222BCgKTCBfgKTBeIRKTnmcmgA3222232222BeIKTCBReIReIKTeIRKTnccccAtotoNSS

4、NR 22AnAstotitotinsAPINPDnnPtotoNSSNRAAPDnnP diippdiippBERDD0001010式中：式中：p(0)和和p(1)分別表示二進(jìn)制數(shù)分別表示二進(jìn)制數(shù)字碼流中字碼流中“0、“1出現(xiàn)的概率；出現(xiàn)的概率；p0(i)和和p1(i)分別表示分別表示“0、“1碼的概率密度函碼的概率密度函數(shù)；數(shù)；i表示信號電流的瞬時值；表示信號電流的瞬時值；D0是是p0(i)和和p1(i)相等時對應(yīng)的信號電流。相等時對應(yīng)的信號電流。利用數(shù)值計算技術(shù)求得誤碼率的方法利用數(shù)值計算技術(shù)求得誤碼率的方法非常費(fèi)時，而且不能對光接納機(jī)的設(shè)計提非常費(fèi)時，而且不能對光接納機(jī)的設(shè)計提供多少協(xié)

5、助。所以，為了簡化計算，普通供多少協(xié)助。所以，為了簡化計算，普通均將概率密度函數(shù)近似成高斯函數(shù)來進(jìn)展均將概率密度函數(shù)近似成高斯函數(shù)來進(jìn)展相應(yīng)的分析。于是，誤碼率又可表示成：相應(yīng)的分析。于是，誤碼率又可表示成：dxxBERQ2exp212式中式中Q可以表示為：可以表示為：000totopNIDQ101totopNDI當(dāng)碼流中當(dāng)碼流中“0、“1等概時，系統(tǒng)的等概時，系統(tǒng)的誤碼率就等于誤碼率就等于“1碼發(fā)生過失概率的一半，碼發(fā)生過失概率的一半，即即式中：式中：n表示一個碼元的平均光子數(shù)。表示一個碼元的平均光子數(shù)。nBERexp21可以表示為：可以表示為：QNNIItottotopop1001式 中 ：式 中 ： M 為為 A P D 的 倍 增 因 子的 倍 增 因 子 ( 對對PINPD，M=1)；P1為為“1碼時的光功率；碼時的光功率；A為放大器的放大倍數(shù)。為放大器的放大倍數(shù)。AMPIop11為了減少碼間干擾的影響，必需對接為了減少碼間干擾的影響，必需對接納的信號波形進(jìn)展濾波平衡，變成沒有碼納的信號波形進(jìn)展濾波平衡，變成沒有碼間干擾的信號波形間干擾的信號波形(實(shí)踐中多采用升余弦實(shí)踐中多采用升余弦波波)。經(jīng)過平衡后，光接納機(jī)的帶寬可以用。經(jīng)過平衡后，光接納機(jī)的帶寬可以用如下公式表示：如下公式表示：式中：式中：是輸出波形的滾降因子。從上式可是輸出波形的滾