Методические указания к задаче 5
Для решения задачи необходимо внимательно изучить 5 раздел
конспекта лекций или учебного пособия.
При решении задачи необходимо учесть соотношения (5.1), (5.2), (5.3):
(5.1)
(5.2)
(5.3)
где, ЕФ – энергия фотона, е – заряд электрона; hВН – внутренняя квантовая эффективность фотодиода; h – постоянная Планка, С – скорость света.
Длинноволновая граница чувствительности фотодетектора определяется соотношением (5.4):
(5.4)
где Еg - ширина запрещенной зоны полупроводникового материала, из которого сделан фотодиод.
Рекомендуется при построении графика зависимости чувствительности фотодетектора от длины волны выполнить чертеж на миллиметровой бумаге в масштабе 1мм : 0,01мкм и 1мм : 0,01 А/Вт.
Привести рисунок, выводы и оценки по результатам расчетов.
6 Фотоприемные устройства оптических систем
передачи
Изучите конспект, учебную литературу и ответьте письменно на следующие вопросы:
1. Чем отличается прямое фотодетектирование от фотодетектирования с преобразованием?
2. Какие функциональные блоки входят в схему фотоприемного устройства (ФПУ) с прямым детектированием?
3. Какие виды предварительных усилителей применяются в фотоприёмных устройствах?
4. Из каких элементов состоит входная цепь фотоприёмного устройства с прямым детектированием?
5. Как устроена входная цепь фотоприёмного устройства детектирования с преобразованием?
6. Как соотносятся между собой электрическая и оптическая полосы частот пропускания ФПУ?
7. Чем определяется величина соотношения сигнал/шум на выходе ФПУ?
8. Чем выполняется противошумовая коррекция в ФПУ?
9. Чем отличается гомодинный приёмник сигнала от гетеродинного в ФПУ с преобразованием?
10. Что используется для детектирования оптического сигнала с фазовой и квадратурной модуляцией?
Задача 6
Определить полосу пропускания и отношение сигнал/шум для фотоприёмного устройства, содержащего интегрирующий (ИУ) или трансимпедансный (ТИУ) усилитель и фотодетектор (ЛФД или p-i-n).
Исходные данные по вариантам приведены в табл. 6.1 и 6.2.
Табл. 6.1. Параметры ФПУ
| Параметр | Предпоследняя цифра номера пароля | |||||||||
| Тип ФД | p-i-n | ЛФД | p-i-n | ЛФД | p-i-n | ЛФД | p-i-n | ЛФД | p-i-n | ЛФД |
| Тип усилителя | ИУ | ТИУ | ИУ | ТИУ | ИУ | ТИУ | ИУ | ТИУ | ИУ | ТИУ |
| Rэ, кОм | ||||||||||
| Сэ, пФ | 0,1 | 0,2 | 0,25 | 0,15 | 0,3 | 0,35 | 0,5 | 0,23 | 0,17 | 0,8 |
| ηвн | 0,4 | 0,8 | 0,45 | 0,85 | 0,5 | 0,9 | 0,55 | 0,93 | 0,6 | 0,96 |
| M | ||||||||||
| Fш(M) | ||||||||||
| T | ||||||||||
| Dш | 2,5 | 3,5 | 4,5 | 5,5 | 6,5 | |||||
| Кус |
Табл. 6.2. Параметры секции передачи