Расчёт шумов линейного оптического тракта
Качество приема оптического сигнала определяется шумами фотодетектора ПРОМ, основными из которых являются дробовые шумы, шумы темновых токов и собственные шумы. Шумы определяются для одного регенерационного участка (как правило, самого длинного, если размещение регенерационных пунктов неравномерное). Порядок решения: 1. Определим затухание регенерационного участка, полагая эксплуатационный Эз = 6 дБ. Подставив формулу данные из табл. 2, получим: дБ. 2. Определим мощность оптического излучения на выходе ПОМ по формуле: (2.1) здесь, Рпер - уровень передачи оптического излучения (берется из технических данных ОЦТС). Подставив значение рпер , получим: мВт 3. Определим мощность оптического излучения на входе приемопередающего модуля (ППМ) линейного регенератора по формуле: (2.2) здесь, Wпер - мощность оптического излучения на выходе ПОМ; Ару - затухание регенерационного участка. Подставив в (2.2) значения Wпер =1 мВт и Ару = 8.515 дБ, получим: Вт. Поскольку электрический сигнал на выходе фотодетектора ППМ является случайной величиной, то его величина оценивается среднеквадратическим значением тока, величина которого определяется по формуле: (2.3) где, η = 0,8... 0,9 - квантовая эффективность фотодиода; λ -1,31 мкм длина волны оптического излучения; Wпр - мощность оптического излучения на входе фотодетектора ППМ (определяется по формуле 2.2), Вт; М - коэффициент лавинного умножения лавинного фотодиода (ЛФД), значение которого 80 …..100. 4. По формуле (2.3) определим среднеквадратическое значение тока полезного сигнала, подставив в нее значение дБ и в ней положив η = 0,8 и λ = 1,31 мкм; М = 100 (фотодетектор ППМ выполнен на основе лавинного фотодиода). Основными шумами на выходе фотодетектора ППМ (или ПРОМ) являются следующие шумы. Дробовые шумы, которые оцениваются среднеквадратическим значением: (2.4) где, к уже принятым обозначениям, добавились новые: - заряд электрона, Кл (кулон); F(M) - коэффициент шума лавинного умножения, учитывающий увеличение дробовых шумов ЛФД из-за нерегулярного характера процесса умножения.
Для большинства ЛФД с достаточной точностью для практических расчетов F(М) находится по формуле: . (2.5) 5. Для рассматриваемого примера определим величину коэффициента шума ЛФД, подставив в (2.5) значения М = 100 и х=0,8, получим:
6. Подставив в формулу (19)значения , величину заряда электрона Кл и и, определим величину дробовых шумов: Темновые шумы, возникающие независимо от внешнего оптического сигнала из-за случайной тепловой генерации носителей под воздействием фонового излучения, не связанного с полезным сигналом, и среднеквадратическое значение которых равно: (2.6) здесь, - среднее значение темнового тока, величина которого для германиевых фотодиодов равна (1..8) , а для кремниевых -(1..8) Определим величину темновых шумов,
Собственные шумы электронных схем ПОМ или ПРОМ, обусловленные хаотическим тепловым движением электронов, атомов и молекул в резисторах, полупроводниках и других радиоэлементов, среднеквадратическое значение которых равно: (2.7) где, k = 1,38 постоянная Больцмана; Т - температура по шкале Кельвина; Fш - коэффициент шума предварительного усилителя ППМ или ПРОМ; Rвx - входное сопротивление предварительного усилителя ППМ или ПРОМ, равная 1... 5 МОм (при выполнении контрольной работы значение Rвх выбирается в указанных пределах). 7. Для рассматриваемого примера определим величину собственных шумов, положив T=300°K, Fш = 8, В =100 бит/с и Rвх = 1МОм. Подставив численные значения величин в (2.7), получим: Сравнивая величины дробовых, темновых и собственных шумов, видим, что основными являются дробовые шумы. Среднеквадратическое значение токов суммарных шумов будет равно: (2.8)
8. Сумма среднеквадратических значений токов шумов различного происхождения получится после подстановки в (2.8): и . На этом расчет основных шумов одиночного линейного регенератора или шумов регенерационного участка завершается, перейдем к расчету вероятности или коэффициента ошибки одиночного регенератора.
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (819)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |