數(shù)字光接收機(jī)論文

1、光 纖 通 信 設(shè) 備系別：電子信息工程系班級(jí)：電子本0810姓名：張秀麗學(xué)號(hào)：0832081003 數(shù)字光接收機(jī)框圖整個(gè)接收機(jī)分為7個(gè)部分，分別是：光電檢測(cè)器、前置放大器、主放大器、AGC電路、均衡器、判決再生和時(shí)鐘提取。工作原理光電檢測(cè)器負(fù)責(zé)光電轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，也就是對(duì)光進(jìn)行解調(diào)。 前置放大器負(fù)責(zé)對(duì)光電檢測(cè)器產(chǎn)生的微弱電流信號(hào)進(jìn)行放大。由于前端噪聲對(duì)整個(gè)放大器輸出噪聲影響甚大，因此前置放大器必須是低噪聲和高帶寬的。其輸出一般mV量級(jí)。主放大器要提供足夠的增益，將輸入信號(hào)放大到判決電路所需要的電平（峰峰值一般為13V）。自動(dòng)增益控制（AGC）電路可以控制主放大器的增益，使得輸出

2、信號(hào)的幅度在一定的范圍內(nèi)不受輸入信號(hào)幅度的影響。均衡濾波器的作用是對(duì)主放大輸出的失真數(shù)字脈沖進(jìn)行整形，保證判決時(shí)不存在碼間干擾，以得到最小的誤碼率。判決器和時(shí)鐘恢復(fù)電路負(fù)責(zé)對(duì)信號(hào)進(jìn)行再生。接收機(jī)根據(jù)比特周期內(nèi)有光還是無光來判定是“1”比特還是“0”比特， 如果有光出現(xiàn)， 則對(duì)應(yīng)“1”比特發(fā)送， 如果無光出現(xiàn)， 則對(duì)應(yīng)“0”比特發(fā)送， 這就是所謂的直接檢測(cè)DD。 問題是， 即使在不考慮其他任何噪聲的情況下也不可能實(shí)現(xiàn)無誤碼傳輸系統(tǒng)， 因?yàn)楣庾拥竭_(dá)光檢測(cè)器時(shí)具有隨機(jī)特性。 光功率為P的光信號(hào)到達(dá)光檢測(cè)器時(shí)， 可以看成是平均速率為P/hfc的光子流， h 為普朗克常數(shù)， h=6.63×10

3、-34J/Hz(焦耳/赫茲)， fc為光波頻率， hfc為單個(gè)光子的能量。 該光子流是一滿足泊松分布的隨機(jī)過程。 發(fā)送“0”比特時(shí)是不會(huì)誤碼的， 只有發(fā)送“1”比特時(shí)才會(huì)誤碼， 因?yàn)榘l(fā)送“1”比特期間沒有光子被檢測(cè)到就判定為“0”比特發(fā)送， 有光子被檢測(cè)到就判定為“1”比特。 設(shè)比特速率為B， 則比特周期1/B內(nèi)接收n 個(gè)光子的概率為 因此， 沒有接收到任何光子的概率為 ，設(shè)“0”和“1”是等概的， 則理想光接收機(jī)的誤碼率為參數(shù)M=P/hfcB為“1”比特期間接收的平均光子數(shù)， 這就是理想光接收機(jī)的誤碼率， 也稱為量子極限條件下的誤碼率。 為了達(dá)到10-12的誤碼率， 則每個(gè)比特的平均光子數(shù)M

4、=27。 結(jié)構(gòu)圖外形圖電路圖技術(shù)指標(biāo) 光接收機(jī)主要的性能指標(biāo)是誤碼率（BER）、靈敏度以及動(dòng)態(tài)范圍。誤碼率是指在一定的時(shí)間間隔內(nèi)，發(fā)生差錯(cuò)的脈沖數(shù)和在這個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)傳輸?shù)目偯}沖數(shù)之比。例如誤碼率為10-9表示平均每發(fā)送十億個(gè)脈沖有一個(gè)誤碼出現(xiàn)。光纖通信系統(tǒng)的誤碼率較低，典型誤碼率范圍是10-9到10-12。光接收機(jī)的誤碼來自于系統(tǒng)的各種噪聲和干擾。這種噪聲經(jīng)接收機(jī)轉(zhuǎn)換為電流噪聲迭加在接收機(jī)前端的信號(hào)上，使得接收機(jī)不是對(duì)任何微弱的信號(hào)都能正確接收的。接收機(jī)靈敏度的定義為：在滿足給定能的誤碼率指標(biāo)條件下，最低接收的平均光功率 Pmin。在工程上常用絕對(duì)功率值（dBm）來表示，即在長(zhǎng)期的使用過程中，接收機(jī)的光功率可能會(huì)有所變化。因此要求接收機(jī)有一個(gè)動(dòng)態(tài)范圍。低于這個(gè)動(dòng)態(tài)范圍的下限（即靈敏度），將產(chǎn)生過大的誤碼；高于這個(gè)動(dòng)態(tài)范圍的上限（又叫做接收機(jī)的過載功率），在判決時(shí)亦將造成過大的誤碼。顯然一臺(tái)質(zhì)量好的接收機(jī)應(yīng)有較寬動(dòng)態(tài)范圍。在保證系統(tǒng)的誤碼率指標(biāo)要