Mạch Bộ Thu docx

Học viện Hàng không Việt Nam
Nhóm 2 – Lớp ĐV2K4
BỘ THU QUANG

Học viện Hàng không Việt Nam
Nhóm 2 – Lớp ĐV2K4
BỘ THU QUANG
 

  !!!!
"
#$%& !!!!
'
$() !!!!
*
+,+- !!!!
.
+-/ !!!!
0
123 !!!!
4
+,567( !!!!
8
#$9$ !!!!
:
,;<  !!!!
/=>?>@A
Bộ thu có chức năng nhận tín hiệu quang, chuyển tín hiệu quang thành điện, xử lí và khôi phục dạng tín hiệu.
Trong bài hôm nay, chúng tôi sẽ trình bày cấu trúc tổng quát của bộ thu quang số, các mạch tiền khuếch đại,
khảo sát nhiễu trong bộ thu quang và đánh giá chất lượng của hệ thống quang.
BCD

Để tìm hiểu về bộ thu quang chúng ta cần tìm hiểu về những nội dung sau:
>E7F-
>>/GHCC
>>>IDGJKL;CC
>M#FBNG(O)
MFBP;
1. Nguyên lí chung:
#GP;QOKFRS)P;TU6VW,X
OY,DO
Chúng được chia thành hai nhóm:
•
U6V→→O
•
"U6V→OTGP;W
Linh kiện tách sóng quang lại chia theo 2 cơ chế:
•
+RP;)OZO6VD;G[FNIG)F&9Q
U6V\]^
•
+RP;B););OC\22FC_F&9Q
^
•
+)OB`22Hab6V
.
>E7F-
E  U 6V  c d e ( ,f
U 6V , Fg 9 Q , B  h
6VP;<9O\<;g<
C_c,Fbi,C)CM,OX
)j<;gBk2ljC)

Cc,hCXS2<(
,k2hCX<(mC
X,bCn-j),
>E7F-
(Mô hình vật lý của một photodiode)
>E7F-
2. Những thông số cơ bản:
2.1. Hiệu suất lượng tử
6VOgo;F&p26VOZO6V);^2^

2^
26VOZO6V);
2OB67RTqW
2OB^TqW

*
Lưu ý: Hiệu suất lượng tử là một hàm bước sóng của photon và do đó khi nói ɳ phải kèm theo bước sóng.
>E7F-
p
e
p
e
r
r
n
n
==
η
p
n

e
n
e
r
p
r
rBF6^SOgfCn>
H
O6VSOgFj


OD
2-S)sjIFC_tG$GD
COBB<9Q
>E7F-
[ ]
d
p
e
hf
reP
I
u

WT
u
α
−
−
−

=
2.2 Đáp ứng
%XR96VZG$P;O(U6V5OOR6iO6VZ
CQ7GFXgOI6pBCO6VOgo;
•
>
H
Cnv;TwW
•
H
u
$9P;^TxW
•
d00".u
a'*
y&2H;G
>E7F-
"*f
WqT
uu
ηληλ
===
hC
e
WA
P
I
R
P
2.3. Độ nhạy


B),R$9P;[9zjOzOXO)O6VR96V6^

B)GD,mfO7gO,C%.

6iR96VX,mqI%c
>E7F-
2.4. Dải động
/,G-{;R$9;9,R$999,GX
KO6VB^)p2k9Og

>E7F-
(Hình minh hoạ dải động của một linh
kiện thu quang)
2.5
.
Nhiễu
a) Nhiễu nhiệt: b;COj-L;CCP;l6jGOz,L;FBNG(
O)fQB,OBfFNBFU,Oj-$R
•
Ed'8u
a"'
yq

E&2%|;
•
OBO2f

E
•

%FNBFUf+|
•
Oj-f

>E7F-
B
R
KT
I
p

*
>=<
b) Nhiễu lượng tử : 5n6VZO6VSOgFXR
c) Nhiễu dòng tối: CCn2O6VSOg
:
•
>
C
Cn2
•
ODL;
>E7F-
BIeBPReI
pq
""
u
"
=>=<
BIeI

dq
"
"
>=<
3. Sơ đồ khối bộ thu quang:
/,YVL;FBP;fFBNG(O)O,zZSZDDOm7O]G2
L;FBP;2O6V3;C6^Ob
>E7F-
3.1. Nguồn thu quang (tách sóng quang)
#XOYDP;,DOqc
3.2. Bộ tiền khuếch đại :
5DP;v,O}Fg(O6iCzFBNG(O)C<OXG(O)
DO6^GSZ~T^zL;FBG(O),-9W
⇒
E(O)D,O-F-9

Bộ ền khuếch đại bosch -10M2-EU1
#G2)FBP;
#G2)FBP;
3.3. Bộ cân bằng (Equalizer)
5FBNG(O)9FU$G$ OLORD22OB;fCOz
O(FB cP;|C<OXbF&)FU$6zf ,;FBP;|nO6VC<
OX,-F^ ]9SC-B
⇒
E(V^FBNG(O)O-F-FUzFB
.
+•%BcP;|Bb
#G2)FBP;
3.4. Bộ khuếch đại :
5<OXSZ~(DfFB,6iC<FBw€# Tw;€;#WOXONpOB

V<V
⇒
E(O),{YOgDOz;
+•FBG(O)N•
#G2)FBP;
3.5. Bộ lọc : +)(f)F[,zz2G$2
3.6. Mạch quyết định gồm:
•
•)G$QSO]]FBP;2OB9f6i;6iZCQ
F9O]FBZCQFBOXP(OgSOC;G$TS,FDu;WfO2
^($P;2OB;fOXO)O6V96V26fSO]]C{O6V};
,D,O6VG$QjFB,
•
•)P(OgF1(OgSRO,R;RufC;,G(P-P(Og
v;L;)P(OgFD,]C{O}O6VG$Qd‚D2
#G2)FBP;
•)P(OgF
a1(Og,F(>‚>
5
a1(Og,Fu(>ƒ>
5
>>/GHCC
Sơ lược chung:
5CP;)OBj(OBbgf[CCB(„OX(,
2HtfCnO6VP;CC„K^6iOB(,CC
>>/GHCC
1. Photodiode P-N:
(Sơ đồ photodiode P-N)
Cấu tạo và nguyên lí hoạt động P-N:
•

…†;9FC_fBB),BB)Hf†(S‡;
•
)I(S‡•,B<ˆ)C_•)<,])BO6i,•,,
,(M
F

•
EG$O(j,OIX(TMduWfCnO)P;X(duf(Cn>
D,CnYBL;;CnOF&;,6VN
•
5nG()7F-;G)9TkFC_)HfOZF
C_)WCU6VL;)C_7F-OL^OX6VP;,,(
•
5n)C_G$7F-;CGDDTOZFC_Hfk2FC_WX
OBC6^CQL;O6ic<ˆ
>>/GHCC
•
EOOIO$f,,(;OYG†;OYCn)7F-,FNB<ˆ5nOP;X
(
,
•
EO6VOL^
€b;N;,,(^O(RCnG(L;)7F-j9[,XF[P;,pn)Cn6V
L;O$fGOd>
u

>>/GHCC
•
E(O$F&FRS)F6^[7F6^6‰fhS9IOZak2X)C_,
;;C_Oz-U-VL;‡fR,;iIOZak2mIOZak2

pSŠ;<ˆiCQL;O6i
•
m2)C_O6V-QB,$6VO)^<ˆ,G-U9QL;<,$6V
(^<ˆQBOGX,NC,^K,OP;
•
M•KOXU$6VO(<ˆ6i;()O$^(FC_NC,9F†
>>/GHCC