Детекторы 131

Контрольные вопросы

1. Для чего служит детектор?

2. Назовите два типа волоконно-оптических источников.

3. Назовите три слоя pin-фотодиода. Каково предназначение

среднего слоя?

4. Назовите вид шума, возникающего из-за дискретности потока электронов.

5. Назовите вид шума, возникающего из-за температурньк флюктуации в сопротивлении нагрузки.

6. Вычислите ток, возникающий при падении 750 нВт оптической мощности на детектор с чувствительностью 0.7 А/Вт.

7. Назовите два фактора, ограничивающих время ответа детектора.

8. Вычислите время реакции контура детектора, имеющего емкость 3 пФ и сопротивление нагрузки 160 Ом.

9. Чем отличаются интегрированные детекторы/предусилители от pin-фотодиодов?

10. Назовите две причины большего распространения фотодиодов pin-типа по сравнению с лавинными.

Передатчики и приемники

в главе 1 указывалось, что волоконно-оптическая линия содержит передатчик, оптический кабель и приемник. Бьши рассмотрены волоконно-оптические кабели, источники и детекторы, то есть электронно-оптические преобразователи, обеспечивающие связь между оптической и электронной частями волоконно-оптической системы.

Фундаментальные концепции передатчика

На рис. 10.1 представлена блок-схема передатчика, содержащего управляющее устройство и источник. На вход передатчика поступает сигнал от обслуживаемого устройства. На выходе передатчика появляется ток, управляющий работой источника.

Большинство электронных схем работает со стандартными сигналами определенного уровня. Телевизионные видеосигналы используют уровень в 1 В, щ1фровые схемы - различные стандарты в зависимости от типа логических цепей, применяемых в системе. Эти логические цепи определяют

С>

Управляющее устройство

Рис. 10.1. Елок-схема передатчика

Источник

уровни для максимумов и минимумов, представляющих единицы и нули цифровых данных.

В настоящее время наиболее распространенной цифровой логикой является транзисторно-транзисторная (TTL). Она использует 0.5 В для минимального уровня сигнала и 5 В - для максимального. TTL является быстрой логикой, позволяющей применять ее во многих приложениях, однако более быстрой является эмиттерно-связанная логика (ECL). Цепи ECL использует -1.75 В для минимального и -0.9 В для максимального значений. На рис. 10.2 представлены логические уровни TTL и ECL цепей.

-1.75 в-

РИС. 10.2. Уровни сигналов TTL и ECL

Высокий (максимальный) 1имальны1

N, , У Ниякий

Низкий (минимальный) альный)

(минимальный)

Обычно TTL и ECL не могут быгь совмещены. Однако существуют специальные микросхемы, позволяющие конвертировать сигналы из одной логики в другую. Как TTL, так и ECL используются в волоконно- оптических передатчиках и приемниках. TTL является более распространенной; ECL обычно используется только для систем со скоростями около 50 или 100 Мб/сек.

Другим популярным видом логических схем является CMOS. Он быстро становится альтернативой TTL благодаря очень низкой стоимости компонент. Многие СМ OS-цепи используют те же уровни напряжений для сигналов, что и TTL.

Управляющие цепи передатчика должны принимать данные определенного логического уровня. После обработки поступивших цифровых сигналов формируется выходной сигнал для управления источником. Например, он может преобразовать 0.5 В и 5 В TTL-сигнала в О мА и 50 мА, необходимые для включения и выключения источника.

Дополнительная функция передатчика заключается в обеспечении соответствующего кодирования.

Кодирование

Передача цепочки цифровых ступенек на любое значимое расстояние, как правило, неудобна. В то время как цифровые цепи используют ступенчатые импульсы для представления единиц и нулей двоичных данных, для передачи цифровых сигналов между электронными устройствами используется более сложный формат. Модуляционный код применяется для кодирования цифровых данных с последующей передачей их по линиям связи.