Позначаючи спектр шумів передпідсилювача (2.11) в узагальненому вигляді.
;
де: 
; 
для ПТ
; 
для БТ
Середньоквадратичне значення умовного струму передпідсилювача (А2).
. (2.13)
Підставивши в формули (2.4) вираз для сигналу 
(2.9), квантових шумів сигналу 
та 
темнового струму (2.10), а також шумів перед- підсилювача 
(2.13), дістанемо вираз для ВСШ на виході оптичного приймального пристрою
. (2.14)
Для того щоб віднайти значення оптичної потужності, потрібного для досягнення заданого ВСШ, слід (2.14) перетворити на квадратне рівняння
;
де 
; 
; 
. (2.15)
Розв’язавши це рівняння дістанемо
(2.16)
З двох (2.16), необхідно обрати позитивний.
За y = 1 формула (2.16) надає значення порогу чутливості, а за y > 1 - значення потрібної чутливості. Значення y = 100 за потужністю чи y = 10 (за напругою струму) є типові для цифрових систем передавання. Визначення порогової чутливості є метою цієї лабораторної роботи.
Ключові запитання
3.1 Які типи приймальних пристроїв оптичного діапазону Ви знаєте ?
3.2 Дайте позначення чутливості приймального пристрою.
3.2 Параметри яких елементів приймального пристрою визначають його чутливість?
3.4 Які типи передпідсилювачів використовуються у приймальних пристроях?
3.5 Назвіть переваги й недоліки ВІП.
|
|
|
3.6 Назвіть переваги й недоліки ТІП.
3.7 Який з передпідсилювачів забезпечує най оптимальну чутливість та який найбільший динамічний діапазон вхідних сигналів?
3.8 Чим визначається смуга пропускання ВІП без коректора?
3.9 Чим обмежується смуга пропускання ТІП ?
3.10 Які джерела шумів приймального пристрою знаєте?
Як обчислюється чутливість приймального пристрою для випадку модуляції інтенсивності? 4 Домашнє завдання
4.1 За рекомендованою літературою вивчити типи характеристики оптичних приймальних пристроїв.
4.2 За рис. 6.11.2 (див. нижче) ознайомтеся зі структурною схемою лабораторного стенду та принциповими схемами пристроїв ТІП та ВІП
4.3 Підготуйте усні відповіді на ключові запитання.
4.4 Обчисліть смугу пропускання ТІП (ƒгр=1/2ПR33С33) та ВІП (ƒгр=1/2 ПRнСΣ) без коректора за початковими даними: Rн= R33=10 МОм; СΣ = 10пФ; С33 = 0,2 пФ.
4.5 Обчисліть порогову (y = 1) чутливості приймальних пристроїв з ТІП та ВІП за формулою (2.16) для таких даних:Rн= R33=10 МОм; Іт = 
А;
М = І(р – і – n ДФ); рі = 0,5 А/Вт; m = 0,5; b1 = 4kТR1; b 2 = 6·10-39А2с3(ПТ);
|
|
|
q = 1,6·10-19К; кТ = 4·10-21Дж.
Еквівалентна шумова смуга при обчисленнях підставляється залежно від номера варіанта (0...9) відповідає останній цифрі студентського квитка, її наведено в табл. 4.1.
Таблиця 4.1
| № варіанта | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Fe, кГц | 82 | 84 | 86 | 88 | 90 | 92 | 94 | 96 | 98 | 100 |
4.6 Підготуйте бланк протоколу для виконання лабораторної роботи.
Лабораторне завдання
Ознайомтеся з устаткуванням на робочому місці.
5.1 Вивчіть схемні розв’язки приймальних пристроїв з ТІП та ВІП.
5.2 Змінюючи рівень напруги генератора модулювального сигналу, виставте на стріловому індикаторі на панелі генератора оптичного сигналу індекс модуляції 50% (m = 0,5)
5.3 Виміряйте АЧХ приймального пристрою з ТІП. Обґрунтуйте, як впливає зміна місткості фотодіода на смугу пропускання. Місткість ФД змінюється шляхом регулювання напруги зміщення. Виміряйте АЧХ приймального пристрою з ВІП без коректора за напруги зміщення ФД 20 В.
5.4 Визначте граничну частоту смуги пропускання приймального пристрою ( по рівним 0,5) з ВІП без коректора для трьох - чотирьох значень напруг зсуву. Зробіть висновок.
|
|
|
5.5 За результатом п. 5.6 обчисліть сумарну ємність на вході для кожного значення граничної частоти.
5.6 Виміряйте АЧХ приймального пристрою, використовуючого ВІП з коректором для трьох-чотирьох значень напруги зсуву ФД. Особливу увагу зверніть на область частот, відповідну граничній частоті ВІП без коректора. Зробіть висновок.
5.7 Увімкніть генератор моделювального сигналу та виміряйте напругу шумів на їхніх входах. Порівняйте здобуті значення та зробіть висновок.
5.8 Подайте на вхід приймальних пристроїв з ВІП оптичний сигнал, модульований за інтенсивністю меандром з частотою 40 кГц, По екрану осцилографа або шкалі вольтметра визначте амплітуду напруги сигналу на виході Uс. За допомогою ватметра поглинаючої оптичної потужності виміряйте середнє значення оптичного сигналу Ра. За якого забезпечується амплітуда сигналу.За вимкненого оптичного сигналу виміряйте за допомогою широкосмугового вольтметра середньоквадратичний рівень шуму на виході приймального пристроюUш. У такий спосіб за оптичного сигналу із середнім значенням забезпечується ВСШ
|
|
|
y =Uс / Uy.
Порогове значення чутливості ( для = 1 ) порівняйте експериментально здобуті значення порогової чутливості з теоретичними обчисленими в домашньому завданні. Зробить висновок.
Роп = Ро /Рш = Uш /U с, Вт,
або
Роп = 10ℓg (Роп /10 - 3), дБм.
Устаткування
6.1 Структурну схему лабораторного стенду наведено на рис. 6.1.
 |
Рисунок 6.1 - Структурну схему лабораторного стенду
1- генератор модулювального сигналу звукових частот (f = 20 Гц. . . 200 кГц);
2 - генератор оптичного сигналу; 3 - відрізок оптичного кабелю; 4 -досліджуваний приймальний пристрій; 5 - осцилограф; 6 - широкосмуговий вольтметр; 7 - вимірювач потужності оптичний.
6.2 Принципові схеми досліджуваних приймальних пристроїв трансімпедансним: а) та високоімпедансним; б) підсилювачами наведено
на рис. 6.2.
 |
 |
а)
|
Зміст протоколу
7.1 Назва та мета роботи.
7.2 Домашнє завдання з результатами обчислень.
7.3 Графік АЧХ ФПУ з ТІП. Висновок про вплив ємності ФД на смугу пропускання ФПУ з ТІП.
7.4 Графік АЧХ ФПУ з ВІП без коректора та з коректором. Висновок про вплив ємності ФД на смугу пропускання ФПУ з ВІП.
7.5 Результати вимірювань за п.п. 6 та 9 розділу 5.
7.6 Результати вимірювань за п. 10 розділу 5.
7.7 Висновки по роботі.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 434; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!