光探测及光接收机PPT.ppt

光探测及光接收机二、填空题雪崩光电二极管（APD）是利用雪崩倍增效应使光电流得到倍增的高灵敏度探测器。
数字光接收机最主要的性能指标是接收光的灵敏度和光的动态范围。
为了克服PN管存在的问题，人们采用PIN光电二极管
与PIN和APD探测器相比，这种结构的结电容小，所以它的带宽大，这种器件很有可能工作在300GHz。
当入射光功率不变时，两种基本的噪声，散粒噪声和热噪声也会引起光生电流的起伏
与PIN和APD探测器相比，这种结构的结电容小，所以它的带宽大，这种器件很有可能工作在300GHz。
虽然放大器的增益可以做得很大，但在弱信号被放大的同时，噪声也被放大了，当接收信号太弱时，必定会被噪声淹没。
PIN二极管与PN二极管的主要区别是，在P和N层之间加入了一个I层，作为耗尽层。
受RC时间常数限制的带宽
低通滤波器的作用是整形电压脉冲，减小噪声，同时避免引入更多的码间干扰。
APD能提供内部增益,且工作速度高，
雪崩光电二极管(APD)
7A/W），因为半导体材料的一部分面积被金属电极占据了，所以有源区的面积减小了。
雪崩光电二极管(APD)
即很小时，接收机性能受限于热噪声，在上式中，忽略散粒噪声后，SNR变为
光电二极管把光比特流转变成随时间变化的电信号。
该式表明在热噪声占支配地位时，SNR随变化，且增加负载电阻也可以提高SNR。
光探测原理----受激吸收第五章光探测及光接收机光探测器前言5.1光探测原理假如入射光子的能量超过禁带能量Eg，耗尽区每次吸收一个光子，将产生一个电子空穴对，发生受激吸收。在PN结施加反向电压的情况下，受激吸收过程生成的电子空穴对在电场的作用下,分别离开耗尽区，电子向N区漂移，空穴向P区漂移，空穴和从负电极进入的电子复合，电子则离开N区进入正电极。从而在外电路形成光生电流。
当入射功率变化时，光生电流也随之线性变化，从而把光信号转变成电流信号。
W为禁带宽度，又称为耗尽区宽度。光电检测器响应度5.2光电探测器PIN光电二极管 ----工作原理 为了克服PN管存在的问题，人们采用PIN光电二极管
PIN二极管与PN二极管的主要区别是，在P和N层之间加入了一个I层，作为耗尽层。I层的宽度较宽，约有（5~50）m，可吸收绝大多数光子，使光生电流增加。1.PIN光电二极管的响应时间2.光电二极管的响应波长光电二极管的响应波长PIN光电二极管的波长响应曲线3.PIN光电二极管的性能参数例题PIN光电二极管的灵敏度光生的电子空穴对经过高电场区时被加速。从而获得足够的能量，它们在高速运动中与P区晶格上的原子碰撞，使晶格中的原子电离，从而产生新的电子空穴对。这种通过碰撞电离产生的电子空穴对，称为二次电子空穴对。
新产生的二次电子和空穴在高电场区里运动时又被加速，又可能碰撞别的原子，这样多次碰撞电离的结果，使载流子迅速增加，反向电流迅速加大，形成雪崩倍增效应。2.平均雪崩增益光电二极管响应带宽定义上升时间定义为输入阶跃光功率时，探测器输出光电流最大值的10%到90%所需的时间。受RC时间常数限制的带宽APD波长响应曲线例题带宽例题InGaAsAPD响应度例题SiAPDMSM光电探测器MSM光电探测器结构直接检测接收机的构成、信噪比、灵敏度和比特误码率
雪崩光电二极管（APD）是利用雪崩倍增效应使光电流得到倍增的高灵敏度探测器。
光电二极管的响应波长
最佳的判决时间应是升余弦波形的正负峰值点，这时取样幅度最大，抵抗噪声的能力最强。
对光电检测器的要求是灵敏度高、响应快、噪声小、成本低和可靠性高，并且它的光敏面应与光纤芯径匹配。
它是另一种类型的光电探测器。
在实验室里观察码间干扰是否存在的最直观、最简单的方法是眼图分析法。
虽然放大器的增益可以做得很大，但在弱信号被放大的同时，噪声也被放大了，当接收信号太弱时，必定会被噪声淹没。
用半导体材料制成的光电检测器正好满足这些要求。
雪崩光电二极管(APD)
PIN二极管与PN二极管的主要区别是，在P和N层之间加入了一个I层，作为耗尽层。
然而，它的光/电转换的基本原理却仍然相同，即入射光子产生电子-空穴对，电子-空穴对的流动就产生了光生电流。
数据恢复电路包括判决电路和时钟恢复电路。
雪崩光电二极管(APD)
本节回顾噪声机理，并讨论光接收机的信噪比(SNR)
在PN结施加反向电压的情况下，受激吸收过程生成的电子空穴对在电场的作用下,分别离开耗尽区，电子向N区漂移，空穴向P区漂移，空穴和从负电极进入的电子复合，电子则离开N区进入正电极。
暗电流，表示无光照时出现的反向电流，它影响接收机的信噪比;5.3数字光接收机负载电阻跨接到反向放大器的输入和输出端，尽管RL仍然很大，但负反馈使输入阻抗减小了G倍，因此带宽也比高阻抗放大器的扩大了G倍。
它的灵敏度高、频