在光接收机的输入端,需要将光能转变为电流,这就是光——电转换。实现光——电转换的传感器件是光电二极管(PD,PhotoDiode)。CATV系统中用的光电二极管有两类:PIN光电二极管(PIN-PD,Positve-Intrinsic-Negative PhotoDiode)和雪崩式光电二极管(APD,Avalanche PhotoDiode)。PIN无增益,灵敏度低,但要求偏压小,暗电流小,动态范围大,适用于高速脉冲和模拟电视的光——电转换;APD有增益,灵敏度高,但要求偏压高,适用于小信号检测和数字信号的光——电转换。
光电二极管主要性能要求是光接收灵敏度、噪声小和高速响应,其主要技术参数有:
暗电流(Dark Curret)无光输入时,在反向偏压下,仍有少量电流。一般在几nA范围内。
灵敏度 输入光功率所产生的输出电流,即为输入电流/输入光功率,如(0.6~0.91A)/W 。光接收灵敏度S越高,光转化的电流越大,要求入射光功率越小。
噪声 有光转换为电流时产生的量子噪声(有的叫做光电转换散弹噪声),与转换的电流的平方根成正比;还有暗电流产生的噪声。
将光电二极管和匹配,网络组合在一起,称为模拟光检测器模块,典型技术指标如下:
暗电流 3.7nA
二次失真 83.2dB
三次失真 98.2dB
相对增益 4.5dB
频率效应 40-880MHz
光反射损耗 58dB
灵敏度 0.91A/W(1310nm)
光接收机输入光信号,输出射频电视信号,对接收1310nm和1550nm波长的光具有通用性。输入光功率一般为+2~-3dBm信号,输出射频电平80~100dBµV。
光接收机由光接收组件(光检测级)和干线放大器(包括电信号放大级,电调衰减器,AGC电路,输出放大等)两部分组成,方框图如图9.4。光发送机输出的光信号经过光分路器、光纤和光接点后,输入光电二极管,光电二极管输出电信号,这个电信号和发送端的射频电视信号一样,然后进行多级放大,送入电缆。
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