Intensivlik bo'yicha modulyatsiyalangan optik signalni
fotoqabulqilgich tomonidan qabul qilish jarayonlari va ularni
baholash usullari

|
Intensivlik bo'yicha modulyatsiyalangan optik signalni
fotoqabulqilgich tomonidan qabul qilish jarayonlari va ularni
baholash usullari
|
bet | 88/160 | Sana | 13.01.2024 | Hajmi | 1 Mb. | | #136728 |
Bog'liq Optik aloqa asoslari (N.Yusupov, R.Isayev)6.4. Intensivlik bo'yicha modulyatsiyalangan optik signalni
fotoqabulqilgich tomonidan qabul qilish jarayonlari va ularni
baholash usullari
Intensivlik bo‘yicha modulyatsiyalangan optik signalni qabul qilishga oid asosiy masalalarni ko‘rib chiqaylik. 6.13-rasmda raqamli signallar ta’sirida modulyatsiyalangan optik nurlanishni qabul qiluvchi fotoqabulqilgich qurilmaning sxemasi keltirilgan.
Fotodiod bilan detektorlanadigan tok avval kam shovqinli dastlabki kuchaytirgichda kuchaytiriladi, so‘ng shovqin ta’sirini kamaytirish va qaror qabul qiluvchi sxema kirishida yetarlicha yuqori sathli signalni olish uchun filtrlanadi. Qaror qabul qilish sinxron impulslarni tiklovchi qurilma (SITQ) yordamida amalga oshiriladi. Ko'pincha qabul qilish sxemasiga sathni avtomatik boshqarish bloki kiritiladi.
11
I
I
ll
I
I
I
I
6.13-расм. Raqamli signal bilan modulyatsiyalangan optic nurlanishni qabul
qiluvchi fotoqabulqilgich
Bu blok kuchaytirgichlarning kuchaytirish koeffitsiyentini, ko'chkili fotodiod qo'llanilgan holda esa kuchaytirish koeffitsiyentini va kirish sathi o‘zgarishlarini kompensatsiyalash uchun xizmat qiladi.
Signal-shovqin (S-Sh) nisbati fotoqabulqilgich qurilma ishining asosiy sifat ko‘rsatkichi hisoblanadi. Fotoqabulqilgich qurilma sifatida p-i-n fotodiodidan foydalaniladigan hoi uchun signal- shovqin nisbatini ко‘rib chiqaylik.
Awal ko‘rib o'tilganidek, fotodiod chiqishidagi fototok quyidagi ifoda orqali aniqlanadi:
I=g(l -Z)aP(P/A.v). (6.15)
i
>1 I
203
www.ziyouz.com kutubxonasi
Fotodetektor chiqishidagi shovqin p-i-n fotodiodi chiqish toki titrashlari (dispersiyasi)ning o‘rtacha kvadratik qiymati bo‘lib, u Shottki tomonidan kiritilgan quyidagi miqdoriy munosabat bilan aniqlanadi:
Pd=2q (/+<) B. (6.16)
Fotoqabulqilgichlarda yuklamaning aktiv qarshiligi R bilan bog‘liq /ish issiqlik shovqinlari qo‘shimcha shovqin manbayi hisoblanadi:
I^kTB/R, (6.17)
bunda к — Boltsman doimiysi; T — absolut harorat, K.
S-Sh nisbati fotodiod chiqishidagi fototok amplituda qiymatining kvadratini barcha shovqin manbalari dispersiyasiga nisbati orqali aniqlanadi. Ko'rilayotgan hoi uchun bu parametr quyidagi ko‘rinishda ega bo‘ladi:
_ z2 f
” /2 " 2qB[/ + lT] + UTBFsh /R' (6’18)
Bu ifodada kuchaytirgichning shovqin manbalari kuchaytir- gichning shovqin koeffitsiyenti Fh orqali hisobga olingan.
p-i-n fotodiodlari uchun yuklamaning issiqlik shovqinlari va kuchaytirgichlarning shovqinlari drob shovqinlariga nisbatan ancha katta bo‘lgani uchun bu holda S-Sh nisbati uchun quyidagi soddalashtirilgan munosabatdan foydalanish mumkin:
S-Sh=AR /(4kTBFsh). (6.19)
Shunday qilib, S-Sh nisbatini maqbullashtirish uchun shovqin manbalari kuchsiz, p-i-n fotodiodining chiqish toki Iva yuklamaning to‘liq qarshiligi R esa katta bo‘lishi kerak.
Xususiy shovqinlari bo‘lmagan ideal fotoqabulqilgich uchun
S-Sh nisbati quyidagi munosabat bilan aniqlanadi:
S-Sh =
Эд
2kTB
(6.20)
Bu kattalik kirishdagi minimal quvvat signal! bilan birga keladigan kvantlash shovqinlari bilan chegaralanganida, to‘g‘ridan-
204
to‘g‘ri fotodetektorlashga asoslangan fotoqabulqilgichning chegaraviy sezgirligini belgilaydi.
Ko‘chkisimon fotodiod qofllanilgan holda yuqorida ko‘rib o‘tilgan munosabatlar birmuncha o'zgaradi. Ko‘chkisimon ko‘payish koeffitsiyenti M ni hisobga olgan holda S-Sh nisbatini ifodalash uchun quyidagi miqdoriy munosabatni olamiz:
S-Sh-
W
2qB[(l + lT )M2+' + I/m + 4kTBFsh I /?]’
(6.21)
(6.21) dan ko‘rinadiki, Mortgan sari S-Sh nisbati ham ortadi. Ko‘payish koeffitsiyenti M ning qiymati uchun maqbullashtirilgan ifoda mayjud bo‘lib, u quyidagicha aniqlanadi:
M =M
'2(qlfm+2kTFsh/R)
xq(l+IT)
l/(2+x)
(6.22)
6.14-rasmda signal, shuningdek, drob va issiqlik shovqinlarining kuchayish koeffitsiyenti M ga bog‘liqligi keltirilgan. Unda kuchay- tirish koeffitsiyentining maqbul qiymati Mmaqbui, yig‘indi shovqin, asosan, drob shovqinlari bilan aniqlanadigan holga mos keladi.
6.14-rasm. Signal (1), issiqlik (3), drob (4) va yig‘indi shovqinlarining
kuchayish koeffitsiyentiga bog‘liqligi
205
Intensivlik bo'yicha analog ko‘rinishda modulyatsiyalangan yorug‘lik nurlanishini qabul qilishda S-Sh nisbatini ko‘rib chiqamiz. Bu holda 6.15-rasmda keltirilgan tuzilish sxemasiga muvofiq yorug‘lik nurlanishi bevosita fotodetektorga tushadi.
Undan ko'rinadiki, halaqit qiluvchi nurlanishlar imkon qadar diafragmalanadi va filtr yordamida yo'qotiladi. Fotodetektordan keyin uning chiqish toki o‘zgaruvchan tashkil etuvchisini kuchaytirish uchun kuchaytirgich o'rnatiladi.
Signal
6.15-rasm. Intensivlik bo‘yicha analog ko‘rinishda modulyatsiyalangan
|
|
Bosh sahifa
Aloqalar
Bosh sahifa
Intensivlik bo'yicha modulyatsiyalangan optik signalni
fotoqabulqilgich tomonidan qabul qilish jarayonlari va ularni
baholash usullari
|