Шуми у роботi приймачiв та детекторiв
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
?в рiзноi природи.
У децибелах SNR дорiвнюСФ
Якщо сигнал маСФ потужнiсть 50 мкВт, а потужнiсть шуму дорiвнюСФ 50 нВт, то дане вiдношення дорiвнюСФ 1000, чи 30 дБ.
Великi значення SNR вiдповiдають ситуацii, коли сигнал iстотно перевищуСФ шум. Потужнiсть сигналу залежить вiд потужностi оптичного сигналу що надходить. У рiзних випадках вимагаються рiзнi значення SNR. Вiдношення сигнал/шум для телефонних лiнiй менше аналогiчного параметра для телевiзiйного сигналу, оскiльки навiть достатньо високий рiвень шумiв на телефоннiй лiнii може залишитися непомiченим. Також можна приймати великi звуковi перекручування в порiвняннi з прийомом телевiзiйного сигналу. Бiльш того, переданий в ефiр телевiзiйний сигнал маСФ бiльш високе значення вiдношення сигнал/шум, нiж телевiзiйний сигнал, прийнятим удома. Чому? На переданий в ефiрi сигнал накладаСФться шум. По цьому необхiдно, щоб навiть пiсля передачi i прийому вiдношення сигнал/шум залишалося достатньо високим i забезпечувало якiсну телевiзiйну картинку.
5. Вiдношення бiт/помилка
Для цифрових систем iснуСФ аналог SNR, що називаСФться вiдношення бiт/помилка (BER). Даний параметр СФ вiдношенням кiлькостi правильно переданоi iнформацii, вираженоi в бiтах, до кiлькостi неправильно переданоi iнформацii. Вiдношення означаСФ, що при передачi одного мiльярда бiт iнформацii була допущена одна помилка. Подiбно SNR вимоги до величини вiдношення бiт/помилка залежать вiд областi застосування. Вимоги до цифровоi телефонii нижче, нiж до цифрових компютерних даних, вони спiввiдносяться як к. Декiлька помилково переданих бiт не викликають катастрофи на телефоннiй лiнii. У той же час декiлька неправильних бiт iнформацii в компютерних даних можуть iстотно змiнити фiнансовi чи iншi данi про оцiнки студентiв i привести до неправильноi роботи програми.
Параметри BER i SNR звязанi мiж собою. Краще SNR вiдповiдаСФ краще вiдношенню BER. Параметр BER залежить також вiд формату кодування даниому пристрою приймача. РЖснуСФ технiка детектирування i виправлення помилкових бiтов. Неможливо представити просту формулу, що дозволяСФ виражати один вираз через iнший, оскiльки iх спiввiдношення визначаСФться безлiччю факторiв, таких як пристрiй контуру i схема корекцii помилкових бiтов. У якiйсь системi значенню SNR = 22 дБ вiдповiдаСФ значення BER, рiвне . У той же час значенню SNR = 17 дБ вiдповiдаСФ BER = . В iншому пристроi BER може досягатися при SNR =18 дБ.
6. Характеристики детекторiв
Чутливiсть детекторiв
Чутливiстю називаСФться вiдношення вихiдного струму до оптичноi енергii, яка виражаСФться в амперах/ват. Оптична енергiя робить струм. Типове значення чутливостi фотодiода складаСФ вiд 0.4 до 0.6 А/ Вт. Чутливiсть 0.6 А/ Вт означаСФ, що оптична потужнiсть, що надходить, 50 мкВт виробляСФ струм у 30 мкА:
де струм дiода.
Для лавинних фотодiодiв типове значення чутливостi складаСФ 75 А/ Вт. При цьому та ж оптична потужнiсть 50 мкВт виробляСФ струм силою у 3.75 ма.
Чутливiсть змiнюСФться в залежностi вiд довжини хвилi, по цьому вона задаСФться або при довжинi хвилi, що вiдповiдаСФ максимуму чутливостi, або при довжинi хвилi 850 нм або 1300 нм. Кремнiй СФ найбiльш розповсюдженим матерiалом, використовуваним у детекторах у дiапазонi довжин хвиль вiд 800 до 900 нм. Його пiкова чутливiсть складаСФ 0.7 А/ Вт при 900 нм. При довжинi хвилi 850 нм чутливiсть близька до свого максимального значення. В оптичних системах, що працюють на пластикових волокнах, звичайно використовуСФться випромiнення видимого дiапазону з довжиною хвилi 650 нм. При цьому чутливiсть фотодiода далека вiд максимуму i складаСФ вiд 0.3 до 0.4 А/ Вт.
КремнiСФвi фотодiоди не цiлком придатнi для бiльш довгохвильового дiапазону 1300 нм i 1550 нм. У цьому дiапазонi використовуються германiй (Ge) i iндiй-галiй-арсенiд (InGaAs). Фотодiод pin-типу на основi InGaAs маСФ достатньо широку область високоi чутливостi. Даний матерiал на вiдмiну вiд Si не утворюСФ яскраво виражений пiк на кривоi чутливостi. У дiапазонi вiд 900 до 1650 нм його чутливiсть не опускаСФться нижче 0.5 А/ Вт, що дозволяСФ використовувати його як для довжини хвилi 1300 нм, так i для 1550 нм.
Квантова ефективнiсть
Квантовою ефективнiстю називаСФться вiдношення числа первинних пар електрон-дiрка до числа падаючих на матерiал дiоду фотонiв. Даний параметр СФ або безрозмiрним, або виражаСФться у вiдсотках. Квантова ефективнiсть яка дорiвнюСФ 100% означаСФ, що кожен поглинений фотон призводить до утворення електронно-дiрковоi пари. Типове значення квантовоi ефективностi складаСФ близько 70%, тобто тiльки 7-ма пара утвориться в результатi поглинання 10 фотонiв. Квантова ефективнiсть вiдноситься тiльки до первинних електронiв, але нi в якому разi не до вторинних, якi виникають за рахунок ударноi iонiзацii.
Квантова ефективнiсть звязана з фундаментальними властивостями напiвпровiдниковоi речовини дiода i його здатнiстю трансформувати поглиненi фотони в електронно-дiрковi пари. Чутливiсть може бути визначена на пiдставi квантовоi ефективностi:
де е заряд електрона, h постiйна Планка, с швидкiсть свiтла. Оскiльки е, с и h СФ постiйними, чутливiсть залежить лише вiд довжини хвилi i квантовоi ефективностi.
Фоновий струм
Ранiше уже згадувався фоновий (тiньовий) струм, тобто струм, що виникаСФ через тепловi ефекти. Вiн являСФ собою нижчий рiвень теплового шуму. Тiньовий струм зростаСФ приблизно на 10% з зростанням температур?/p>