Luan an thac si ky thuat

Nguyễn Vĩnh Nam

Luan an thac si ky thuat

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu tiên tiến, giải pháp đổi mới nhiều lĩnh vực. Nâng cao kiến thức, ứng dụng thực tiễn.

Trường ĐH

Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

Chuyên ngành

Điện tử viễn thông

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Năm xuất bản

2005

Số trang

107

Thời gian đọc

17 phút

Lượt xem

1

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:: 1. Nghiên cứu Photodiode trong Hệ thống Thông tin Quang Tốc Độ Cao
Số trang:: 107 trang
Trường:: Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Chuyên ngành:: Điện tử viễn thông
Tác giả:: Nguyễn Vĩnh Nam
Năm:: 2005

Tóm tắt nội dung luận án

I. Nghiên cứu Photodiode trong Hệ thống Thông tin Quang Tốc Độ Cao

Đề tài tập trung vào việc nghiên cứu miền công tác của các photodiode. Đây là thành phần thiết yếu trong hệ thống thông tin quang tốc độ cao. Mục tiêu chính là phân tích các yếu tố giới hạn hiệu suất của các photodiode, bao gồm PIN-Photodiode và APD. Nghiên cứu xác định các thông số hoạt động tối ưu. Sau đó, đề xuất giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao khả năng truyền dẫn tín hiệu. Công trình này đóng góp đáng kể vào lĩnh vực công nghệ thông tin và viễn thông. Nó cung cấp nền tảng cho các nghiên cứu khoa học kỹ thuật chuyên sâu. Kết quả giúp cải thiện chất lượng và tốc độ truyền dẫn dữ liệu. Đây là một đề tài nghiên cứu thạc sĩ có tính ứng dụng cao. Việc hiểu rõ miền công tác giúp thiết kế hệ thống hiệu quả hơn. Nghiên cứu giải quyết thách thức về tốc độ và nhiễu. Nó hướng tới việc tối ưu hóa hiệu suất thiết bị quang-điện trong thực tế. Các phương pháp nghiên cứu được áp dụng nghiêm túc. Chúng đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả.

1.1. Mục tiêu và tầm quan trọng của đề tài nghiên cứu

Đề tài hướng tới việc xác định chính xác miền công tác của photodiode. Mục tiêu là tối ưu hóa chúng trong hệ thống thông tin quang tốc độ cao. Nghiên cứu giải quyết bài toán hiệu suất và ổn định. Nó phân tích các loại photodiode phổ biến như PIN và APD. Việc này có tầm quan trọng lớn. Nó giúp cải thiện hiệu quả truyền dẫn thông tin. Các hệ thống cần tốc độ và độ tin cậy cao. Kết quả hỗ trợ thiết kế các giải pháp kỹ thuật mới. Đây là một bước tiến trong nghiên cứu khoa học kỹ thuật. Đề tài đóng góp vào sự phát triển của công nghệ thông tin và truyền thông.

1.2. Tổng quan về các loại photodiode và ứng dụng

Photodiode là bộ chuyển đổi quang-điện cốt lõi. Chúng biến đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện. Có hai loại chính: PIN-Photodiode và Avalanche Photodiode (APD). PIN-Photodiode có độ tuyến tính tốt. APD cung cấp khả năng khuếch đại bên trong. Việc này rất quan trọng với tín hiệu yếu. Các thiết bị này ứng dụng rộng rãi. Chúng dùng trong viễn thông quang, cảm biến và đo lường. Nghiên cứu tập trung vào đặc tính hoạt động của chúng. Mục tiêu là hiểu rõ hơn về hiệu suất trong điều kiện tốc độ cao. Đây là một lĩnh vực của kỹ thuật điện tử. Nó liên quan mật thiết đến công nghệ thông tin hiện đại.

1.3. Phương pháp tiếp cận trong nghiên cứu khoa học kỹ thuật

Nghiên cứu áp dụng phương pháp khoa học kỹ thuật tổng hợp. Nó kết hợp phân tích lý thuyết và mô phỏng thực nghiệm. Các mô hình toán học chi tiết được xây dựng. Chúng mô tả đặc tính động của photodiode. Sau đó, các phương pháp tính toán được phát triển. Chúng xác định miền công tác trong các chế độ truyền dẫn analog và số. Việc này bao gồm cả yếu tố nhiễu. Dữ liệu thực nghiệm được sử dụng để kiểm chứng. Công cụ lập trình hỗ trợ mô phỏng. Đây là một phần quan trọng của đề tài nghiên cứu thạc sĩ. Nó đảm bảo tính chính xác và khả thi của các kết quả. Phương pháp này giúp đưa ra giải pháp kỹ thuật tối ưu.

II. Cấu trúc Nguyên lý Photodiode và Hệ thống Thông tin Quang

Nghiên cứu đi sâu vào cấu trúc và nguyên lý hoạt động của photodiode. Đây là nền tảng cho việc phân tích hiệu suất. Hệ thống thông tin quang hiện đại phụ thuộc vào chúng. Các thành phần chính bao gồm nguồn quang, sợi quang và bộ thu quang. Photodiode là phần tử trung tâm của bộ thu quang. Hiểu rõ cấu trúc giúp dự đoán hành vi thiết bị. Nguyên lý hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện. Ánh sáng tạo ra các cặp điện tử-lỗ trống. Dưới tác dụng của điện trường, chúng tạo dòng điện. Tốc độ chuyển đổi và hiệu suất lượng tử là yếu tố then chốt. Công trình xem xét các yêu cầu kỹ thuật. Những yêu cầu này cần thiết cho photodiode tốc độ cao. Đây là một phần cốt lõi của kỹ thuật điện tử. Nó liên quan trực tiếp đến sự phát triển của công nghệ thông tin.

2.1. Cấu trúc cơ bản hệ thống thông tin quang

Hệ thống thông tin quang bao gồm nhiều khối chức năng. Phát quang, sợi truyền dẫn và thu quang là các khối chính. Nguồn sáng (laser hoặc LED) tạo ra tín hiệu quang. Sợi quang truyền tín hiệu qua khoảng cách lớn. Bộ thu quang chuyển đổi tín hiệu quang trở lại điện. Photodiode là linh kiện chủ chốt trong bộ thu quang. Cấu trúc này đảm bảo truyền dẫn dữ liệu hiệu quả. Nó là cơ sở cho các ứng dụng công nghệ thông tin. Các thành phần phải hoạt động đồng bộ. Mục tiêu là đạt được tốc độ cao và độ tin cậy. Hiểu cấu trúc giúp tối ưu hóa từng phần tử. Nó hỗ trợ toàn bộ hệ thống.

2.2. Nguyên lý hoạt động của các phần tử quang điện

Photodiode hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện nội. Photon đập vào vật liệu bán dẫn. Chúng tạo ra các cặp điện tử và lỗ trống. Điện trường bên trong diode phân tách các hạt tải điện. Việc này tạo ra dòng quang. Tín hiệu điện này tỷ lệ với cường độ ánh sáng. PIN-Photodiode có lớp i (intrinsiec) không pha tạp. Lớp này làm tăng vùng suy giảm. Nó giúp giảm điện dung và tăng tốc độ. APD sử dụng hiệu ứng thác lũ. Nó khuếch đại dòng quang nhờ quá trình ion hóa va chạm. Điều này cải thiện độ nhạy. Tuy nhiên, nó cũng tăng nhiễu. Nắm vững nguyên lý là bước đầu trong phân tích kỹ thuật điện tử.

2.3. Yêu cầu kỹ thuật đối với photodiode hiệu suất cao

Photodiode trong hệ thống tốc độ cao cần đáp ứng nhiều yêu cầu. Băng thông rộng là yếu tố quan trọng. Nó cho phép xử lý tín hiệu dữ liệu nhanh. Hiệu suất lượng tử phải cao. Nó đảm bảo chuyển đổi quang-điện hiệu quả. Độ nhạy quang cần tối ưu. Dòng tối (dark current) phải thấp để giảm nhiễu. Thời gian đáp ứng nhanh là thiết yếu. Nó quyết định khả năng truyền dẫn tốc độ cao. Các yếu tố này ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu. Chúng là trọng tâm của nghiên cứu khoa học kỹ thuật. Việc đáp ứng các yêu cầu này cải thiện đáng kể hiệu suất hệ thống. Nó giúp ích cho sự phát triển của công nghệ thông tin.

III. Mô hình Toán học và Tham số Truyền dẫn Photodiode

Việc xây dựng mô hình toán học là rất quan trọng. Nó giúp dự đoán hành vi của photodiode. Đặc biệt trong các hệ thống tốc độ cao. Nghiên cứu phát triển các mô hình chi tiết cho PIN-Photodiode và APD. Các mô hình này bao gồm các yếu tố như điện dung, điện trở và hằng số thời gian. Tham số truyền dẫn được phân tích kỹ lưỡng. Chúng bao gồm hệ số khuếch đại, hàm truyền dẫn và hàm trọng lượng. Những tham số này xác định hiệu suất động của photodiode. Việc hiểu rõ chúng giúp tối ưu hóa thiết kế. Nó cũng hỗ trợ đánh giá chất lượng tín hiệu. Mô hình toán học là nền tảng cho việc tính toán miền công tác. Đây là một phần thiết yếu của phương pháp nghiên cứu. Nó liên quan trực tiếp đến kỹ thuật điện tử và công nghệ thông tin.

3.1. Xây dựng mô hình toán học cho PIN Photodiode và APD

Các mô hình toán học được phát triển chi tiết. Chúng đại diện cho PIN-Photodiode và APD. Mô hình xem xét các yếu tố vật lý và điện. Bao gồm điện dung tiếp giáp, điện trở tải. Hằng số thời gian RC và thời gian quá cảnh cũng được tính đến. Đối với APD, hệ số khuếch đại thác lũ được tích hợp. Các mô hình này cho phép phân tích đáp ứng tần số. Chúng cũng dự đoán hành vi của photodiode dưới các điều kiện hoạt động khác nhau. Việc này cung cấp một công cụ mạnh mẽ. Nó hỗ trợ thiết kế và tối ưu hóa linh kiện. Đây là một ứng dụng quan trọng của nghiên cứu khoa học kỹ thuật.

3.2. Các tham số ảnh hưởng đến hiệu suất truyền dẫn tín hiệu

Nhiều tham số ảnh hưởng đến hiệu suất truyền dẫn. Hệ số khuếch đại (đối với APD) quyết định độ nhạy. Hằng số thời gian đặc trưng cho tốc độ đáp ứng. Băng thông quang và điện là yếu tố giới hạn. Điện dung và điện trở của photodiode ảnh hưởng đến tần số cắt. Nhiễu cũng là một yếu tố quan trọng. Các loại nhiễu bao gồm nhiễu nhiệt và nhiễu shot. Mức độ nhiễu xác định tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR). Việc này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thông tin. Hiểu rõ các tham số này giúp kiểm soát hiệu suất. Nó cải thiện đáng kể chất lượng hệ thống công nghệ thông tin.

3.3. Phân tích hàm truyền dẫn và hàm trọng lượng của photodiode

Hàm truyền dẫn (transfer function) mô tả đáp ứng tần số của photodiode. Nó cho thấy cách thiết bị xử lý các thành phần tần số khác nhau. Hàm trọng lượng (weighting function) phản ánh đáp ứng xung của photodiode. Nó quan trọng trong việc phân tích méo tín hiệu. Nghiên cứu phân tích chi tiết các hàm này. Chúng được phát triển cho cả PIN-Photodiode và APD. Việc này giúp xác định giới hạn băng thông. Nó cũng đánh giá khả năng truyền dẫn tín hiệu tốc độ cao. Phân tích này là nền tảng cho việc tính toán miền công tác. Đây là một phương pháp nghiên cứu quan trọng trong kỹ thuật điện tử.

IV. Xác định Miền Công Tác Photodiode Truyền Dẫn Analog Số

Miền công tác là khái niệm trung tâm của nghiên cứu này. Nó định nghĩa phạm vi các điều kiện. Trong đó photodiode hoạt động hiệu quả và tin cậy. Nghiên cứu xác định các điều kiện cụ thể. Chúng áp dụng cho cả truyền dẫn analog và truyền dẫn số. Trong truyền dẫn analog, tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) là yếu tố quyết định. Đối với truyền dẫn số, xác suất lỗi bit (BER) là tiêu chí chính. Các phương pháp tính toán được phát triển. Chúng cho phép biểu diễn miền công tác dưới dạng đồ thị. Việc này giúp các kỹ sư dễ dàng lựa chọn photodiode. Nó đảm bảo hiệu suất tối ưu cho hệ thống. Công trình cung cấp các ví dụ tính toán minh họa. Chúng củng cố tính thực tiễn của kết quả. Đây là một đóng góp quan trọng cho kỹ thuật điện tử và công nghệ thông tin.

4.1. Điều kiện xác định miền công tác của photodiode

Miền công tác được xác định dựa trên nhiều tiêu chí. Chúng bao gồm công suất quang đầu vào, hệ số khuếch đại (đối với APD) và các tham số nhiễu. Đối với truyền dẫn analog, yêu cầu về tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) tối thiểu được đặt ra. Đối với truyền dẫn số, xác suất lỗi bit (BER) phải dưới một ngưỡng cho phép. Ngoài ra, các giới hạn về băng thông và dòng tối cũng được tính đến. Các điều kiện này được tích hợp vào mô hình toán học. Chúng tạo thành một không gian hoạt động. Trong đó, photodiode đáp ứng các yêu cầu về chất lượng tín hiệu. Đây là cốt lõi của đề tài nghiên cứu thạc sĩ.

4.2. Phân tích miền công tác trong hệ thống truyền dẫn analog

Trong truyền dẫn analog, mục tiêu là duy trì SNR cao. Nghiên cứu phân tích cách các yếu tố như công suất quang, hệ số khuếch đại và nhiễu ảnh hưởng đến SNR. Các phương trình toán học được thiết lập. Chúng mô tả mối quan hệ giữa các tham số này và chất lượng tín hiệu. Miền công tác được biểu diễn trên biểu đồ. Trục hoành và trục tung thường là công suất quang và hệ số khuếch đại. Vùng bên trong đồ thị thể hiện các điểm hoạt động hợp lệ. Phân tích này rất quan trọng. Nó giúp tối ưu hóa photodiode cho các ứng dụng truyền dẫn analog. Đây là một phần thiết yếu của kỹ thuật điện tử.

4.3. Xác định miền công tác trong hệ thống truyền dẫn số

Truyền dẫn số yêu cầu xác suất lỗi bit (BER) rất thấp. Nghiên cứu xem xét cách BER bị ảnh hưởng bởi công suất quang, hệ số khuếch đại và nhiễu. Công thức BER được sử dụng để thiết lập các giới hạn hoạt động. Miền công tác trong trường hợp này cũng được biểu diễn đồ họa. Nó chỉ ra vùng hoạt động mà tại đó BER chấp nhận được. Việc này có ý nghĩa thực tiễn lớn. Nó giúp lựa chọn photodiode phù hợp cho các hệ thống công nghệ thông tin số. Phương pháp này đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu. Đây là một ứng dụng quan trọng của phương pháp nghiên cứu.

V. Ứng dụng và Đề xuất Phát triển Kỹ thuật Photodiode

Công trình không chỉ dừng lại ở lý thuyết. Nó cung cấp các ví dụ tính toán thực tế. Các ví dụ này minh họa cách xác định miền công tác. Một chương trình tính toán đã được phát triển. Nó hỗ trợ việc áp dụng các mô hình và phương pháp nghiên cứu. Kết quả cho thấy tiềm năng to lớn của việc tối ưu hóa photodiode. Nghiên cứu đưa ra các kết luận quan trọng. Nó cũng đề xuất hướng phát triển cho công nghệ photodiode trong tương lai. Các đề xuất này bao gồm việc cải tiến vật liệu và cấu trúc. Mục tiêu là đạt được hiệu suất cao hơn. Việc này có thể thúc đẩy sự phát triển của công nghệ thông tin. Đặc biệt trong các lĩnh vực như truyền dẫn quang tốc độ cực cao và trí tuệ nhân tạo (liên quan đến xử lý dữ liệu lớn).

5.1. Ví dụ tính toán và minh họa kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu cung cấp nhiều ví dụ cụ thể. Chúng minh họa quá trình tính toán miền công tác. Các trường hợp khác nhau được xét đến. Bao gồm các tham số photodiode và yêu cầu hệ thống khác nhau. Kết quả tính toán được trình bày dưới dạng đồ thị rõ ràng. Chúng cho thấy sự thay đổi của miền công tác. Việc này phụ thuộc vào các điều kiện hoạt động. Một chương trình máy tính đã được phát triển. Nó tự động hóa quá trình tính toán. Chương trình này là một công cụ hữu ích. Nó hỗ trợ các kỹ sư và nhà nghiên cứu trong việc thiết kế. Đây là một đóng góp thực tiễn của đề tài nghiên cứu thạc sĩ.

5.2. Đề xuất cải tiến và hướng phát triển cho photodiode

Dựa trên kết quả nghiên cứu, nhiều đề xuất được đưa ra. Chúng nhằm cải tiến photodiode. Hướng phát triển bao gồm vật liệu bán dẫn mới. Mục tiêu là tăng hiệu suất lượng tử và giảm nhiễu. Cấu trúc photodiode cũng có thể được tối ưu hóa. Điều này nhằm đạt được băng thông rộng hơn. Việc tích hợp photodiode với các mạch điện tử khác cũng được xem xét. Mục tiêu là tạo ra các module thu quang nhỏ gọn và hiệu quả hơn. Các đề xuất này định hướng cho nghiên cứu khoa học kỹ thuật tương lai. Chúng thúc đẩy sự đổi mới trong kỹ thuật điện tử.

5.3. Tiềm năng ứng dụng trong các hệ thống viễn thông tương lai

Photodiode tối ưu hóa có tiềm năng lớn. Chúng ứng dụng trong các hệ thống viễn thông thế hệ mới. Bao gồm mạng 5G, 6G và trung tâm dữ liệu. Các công nghệ này yêu cầu tốc độ truyền dẫn cực cao. Chúng cần độ trễ thấp và độ tin cậy cao. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở để đáp ứng những yêu cầu đó. Nó góp phần vào sự phát triển của công nghệ thông tin. Các cải tiến trong photodiode có thể mở ra nhiều ứng dụng mới. Ví dụ, trong lĩnh vực cảm biến quang tiên tiến. Hoặc trong các giao diện quang cho hệ thống học máy và trí tuệ nhân tạo cần băng thông lớn.

09/07/2026

Xem trước tài liệu

Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (107 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

Tæng c«ng ty bu chÝnh viÔn th«ngviÖt nam häc viÖn c«ng nghÖ bu chÝnh viÔn th«ng ------------------ NguyÔn VÜnh Nam Nghiªn cøu miÒn c«ng t¸c cña c¸c photodiode trong hÖ thèng th«ng tin quang tèc ®é cao luËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt Hµ néi, 5-2005 Tæng c«ng ty bu chÝnh viÔn th«ngviÖt nam häc viÖn c«ng nghÖ bu chÝnh viÔn th«ng ------------------ NguyÔn VÜnh Nam Nghiªn cøu miÒn c«ng t¸c cña c¸c photodiode trong hÖ thèng th«ng tin quang tèc ®é cao luËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt Ngêi híng dÉn: TS. Hoµng V¨n Vâ Hµ néi, 5-2005 LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt -1- häc viÖn c«ng nghÖ BC-VT Môc lôc Ch÷ viÕt t¾t vµ ký hiÖu.3 Danh s¸ch c¸c h×nh vÏ.6 LêI C¶M ¥N8 Lêi nãi ®Çu 9 Ch¬ng 1. C¸c phÇn tö biÕn ®æi quang - ®iÖn trong hÖ thèng th«ng tin quang. Tæng quan vÒ cÊu tróc c¬ b¶n vµ nguyªn lý ho¹t ®éng cña hÖ thèng th«ng tin quang.

CÊu tróc c¬ b¶n cña hÖ thèng th«ng tin quang. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña hÖ thèng th«ng tin quang. C¸c phÇn tö biÕn ®æi quang-®iÖn. Mét sè yªu cÇu ®èi víi c¸c phÇn tö biÕn ®æi quang-®iÖn.

Diode quang th¸c APD. §Æc tuyÕn tÜnh cña APD & PIN-Photodiode. m« h×nh to¸n häc cña c¸c photodiode ho¹t ®éng ë tèc ®é cao. C¸c yÕu tè x¸c lËp ®Æc tÝnh ®éng cña PIN–Photodiode vµ APD.

S¬ ®å ®iÖn t¬ng ®¬ng cña PIN – Photodiode vµ APD. M« h×nh to¸n häc cña PIN – Photodiode vµ APD. M« h×nh truyÒn dÉn tÝn hiÖu. C¸c tham sè truyÒn dÉn cña c¸c photodiode ho¹t ®éng ë tèc ®é cao.

HÖ sè khuyÕch ®¹i cña APD. Hµm truyÒn dÉn cña PIN- Photodiode vµ APD.26 NguyÔn vÜnh nam - Cao häc ®iÖn tö viÔn th«ng kho¸ IV LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt -2- häc viÖn c«ng nghÖ BC-VT 3. Hµm truyÒn dÉn cña PIN- Photodiode. Hµm truyÒn dÉn cña APD.

Hµm träng lîng cña PIN- Photodiode vµ APD. Hµm träng lîng cña PIN- Photodiode. Hµm träng lîng cña APD. Hµm qu¸ ®é cña PIN- Photodiode vµ APD.

TÝn hiÖu ra cña PIN – Photodiode vµ APD. TruyÒn dÉn analog. TruyÒn dÉn sè. NhiÔu cña PIN – Photodiode vµ APD.

NhiÔu vµ ph©n lo¹i nhiÔu trong PIN-Photodiode vµ APD. C«ng suÊt c¸c nhiÔu trong PIN-Photodiode vµ APD. Tû sè tÝn hiÖu trªn nhiÔu. Mét sè kh¸i niÖm c¬ b¶n.

TruyÒn dÉn analog. TruyÒn dÉn sè. miÒn c«ng t¸c cña c¸c photodiode.1 C¸c ®iÒu kiÖn ®Ó x¸c ®Þnh miÒn c«ng t¸c cña c¸c Photodiode. MiÒn c«ng t¸c cña c¸c Photodiode trong truyÒn dÉn analog.

MiÒn c«ng t¸c cña c¸c Photodiode trong truyÒn dÉn sè. VÝ dô tÝnh to¸n miÒn c«ng t¸c cña c¸c Photodiode. MiÒn c«ng t¸c cña c¸c Photodiode trong truyÒn dÉn analog. MiÒn c«ng t¸c cña c¸c Photodiode trong truyÒn dÉn sè.66 KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ.74 Tµi liÖu tham kh¶o.75 Phô lôc A: Ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n miÒn c«ng t¸c cña photodiode.

Lùa chän ng«n ng÷ lËp tr×nh.76 NguyÔn vÜnh nam - cao häc ®iÖn tö viÔn th«ng kho¸ IV LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt -3- häc viÖn c«ng nghÖ BC-VT A. Giíi thiÖu ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n. TÝnh to¸n miÒn c«ng t¸c cña Photodiode. MiÒn c«ng t¸c cña c¸c Photodiode trong truyÒn dÉn analog.

MiÒn c«ng t¸c cña c¸c Photodiode trong truyÒn dÉn Digital .4 Mét sè h×nh ¶nh m« t¶ kÕt qu¶ tÝnh to¸n. Chøng minh c«ng thøc (4-24).87 NguyÔn vÜnh nam - cao häc ®iÖn tö viÔn th«ng kho¸ IV LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt -4- häc viÖn c«ng nghÖ BC-VT Ch÷ viÕt t¾t vµ ký hiÖu  HiÖu suÊt lîng tö ho¸ cña PIN– Photodiode/APD.  Bíc sãng cña ¸nh s¸ng. APD H»ng sè thêi gian ®Æc trng cho qu¸ tr×nh biÕn ®æi quang-®iÖn cña APD khi c«ng suÊt luång quang biÕn ®æi nhanh th× h»ng sè thêi gian cña APD trong qu¸ tr×nh biÕn ®æi quang-®iÖn g-APD TÇn sè gãc giíi h¹n cña APD g-PIN TÇn sè gãc giíi h¹n cña PIN – Photodiode LA H»ng sè thêi gian ®Æc trng cho qu¸ tr×nh biÕn ®æi quang-®iÖn cña APD RC H»ng sè thêi gian ®Æc trng cho sù biÕn ®æi quang-®iÖn cña APD khi c«ng suÊt luång quang biÕn ®æi nhanh n HÖ sè ion ho¸ ®iÖn tö trong vïng quang th¸c p HÖ sè ion ho¸ lç trèng trong vïng quang th¸c BERcp Gi¸ trÞ x¸c suÊt sai lÇm bit cho phÐp (®èi víi truyÒn dÉn sè) ®Ó b¶o ®¶m chÊt l- îng truyÒn dÉn cho phÐp cña hÖ thèng.

BR B¨ng tÇn t¹p ©m cña photodiode c VËn tèc ¸nh s¸ng (c = 3. Cc §iÖn dung cña líp tiÕp gi¸p PN, CT §iÖn trë t¶i cña Photodiode, e §Þªn tÝch cña ®iÖn tö (e = 1,602. F HÖ sè nhiÔu do qu¸ tr×nh quang th¸c (trong APD). F(M) HÖ sè t¹p ©m phô thªm cña APD Gc §iÖn dÉn cña líp tiÕp gi¸p PN, GT §iÖn dÉn t¶i cña Photodiode, gT Hµm träng lîng cña Photodiode gT-APD Hµm träng lîng cña APD- Photodiode gT-PIN Hµm träng lîng cña PIN- Photodiode h H»ng sè Plank (h = 6,62.

h(t) Hµm qu¸ ®é cña Photodiode HP(j) Hµm truyÒn dÉn cña Photodiode (APD/PIN- Photodiode), HT Hµm truyÒn dÉn cña Photodiode HT-APD Hµm truyÒn dÉn cña APD Photodiode ho¹t ®éng ë tèc ®é cao HT-PIN Hµm truyÒn dÉn cña PIN Photodiode ho¹t ®éng ë tèc ®é cao hT-APD Hµm qu¸ ®é cña APD- Photodiode hT-PIN Hµm qu¸ ®é cña PIN- Photodiode NguyÔn vÜnh nam - cao häc ®iÖn tö viÔn th«ng kho¸ IV LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt -5- häc viÖn c«ng nghÖ BC-VT iN(t) Dßng nhiÔu inC Dßng ®iÖn nhiÖt trªn ®iÖn trë líp tiÕp gi¸p PN, INL Dßng nhiÔu lîng tö tÝn hiÖu inT Dßng ®iÖn nhiÖt trªn ®iÖn trë t¶i, IP Dßng photo IT Phæ tÝn hiÖu ra ir Dßng ®iÖn rß, iT Dßng ®iÖn tèi, iT(t) Dßng tÝn hiÖu ra cña photodiode, IT0 Phæ tÝn hiÖu ra ë tèc ®é thÊp IT0-APD Phæ tÝn hiÖu ra cña APD-Photodiode ë tèc ®é thÊp IT0-PIN Phæ tÝn hiÖu ra cña PIN-Photodiode ë tèc ®é thÊp iT-APD Dßng ra cña photodiode APD iT-PIN Dßng ra cña photodiode PIN IV (t) TÝn hiÖu vµo (tÝn hiÖu diÖn) Gi¸ trÞ trung b×nh cña dßng ®iÖn tèi Gi¸ trÞ trung b×nh cña dßng ®iÖn tèi k H»ng sè Bolzomal, K(j) Hµm truyÒn dÉn cña bé tiÒn khuÕch ®¹i vµ mét hoÆc nhiÒu bé khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p, L(j) Hµm truyÒn dÉn cña bé läc th«ng thÊp. M HÖ sè khuÕch ®¹i cña APD. m §é s©u ®iÒu chÕ n Tham sè phô thuéc vµo vËt liÖu vµ cÊu tróc cña APD. PN C«ng suÊt mét nguån nhiÔu PN C«ng suÊt nhiÔu tæng PNL C«ng suÊt nhiÔu lîng tö tÝn hiÖu PNN C«ng suÊt nhiÔu nhiÖt PNr C«ng suÊt nhiÔu dßng ®iÖn rß pNT C«ng suÊt nhiÔu dßng ®iÖn tèi PP (t) C«ng suÊt ¸nh s¸ng bøc x¹ cña bé ph¸t quang PT (t) C«ng suÊt ¸n s¸ng truyÒn ®Õn ®Çu vµo bé thu quang hoÆc biªn ®é chuçi xung sè PT-cpmax Gi¸ trÞ c«ng suÊt ¸nh s¸ng ®Çu vµo bé thu quang cho phÐp cùc ®¹i Pth C«ng suÊt cña tÝn hiÖu ra photodiode NguyÔn vÜnh nam - cao häc ®iÖn tö viÔn th«ng kho¸ IV LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt -6- häc viÖn c«ng nghÖ BC-VT Gi¸ trÞ trung b×nh cña c«ng suÊt ¸nh s¸ng ®Õn photodiode RD §iÖn trë d©y nèi cña Photodiode, RT §iÖn trë t¶i cña Photodiode, S/N Tû sè tÝn hiÖu trªn nhiÔu (S/N)APD Tû sè tÝn hiÖu trªn nhiÔu cña Photodiode APD Gi¸ trÞ tû sè tÝn hiÖu trªn nhiÔu cho phÐp (®èi víi truyÒn dÉn analog) ®Ó b¶o ®¶m chÊt lîng truyÒn dÉn cho phÐp cña hÖ thèng, SN(j) MËt ®é c«ng suÊt phæ cña dßng nhiÔu SNN(j) MËt ®é c«ng suÊt phæ cña nhiÔu nhiÖt SNr(j) MËt ®é c«ng suÊt phæ cña nhiÔu dßng rß SNT(j) MËt ®é c«ng suÊt phæ cña nhiÔu dßng tèi T Chu kú chuçi xung T0 NhiÖt ®é tuyÖt ®èi.

Td §é réng xung U §Þªn ¸p ®Æt vµo APD. UD §iÖn ¸p ®¸nh thñng cña APD ur (t) TÝn hiÖu ra bé thu quang (tÝn hiÖu ®iÖn). ur(t) §iÖn ¸p tÝn hiÖu ra sau bé läc. uT(t) §iÖn ¸p tÝn hiÖu ra cña bé khuÕch ®¹i, a1 = M HP NguyÔn vÜnh nam - cao häc ®iÖn tö viÔn th«ng kho¸ IV LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt -7- häc viÖn c«ng nghÖ BC-VT  D(tQ  n  nT ) 1  e  2 g ( t Q  n  nT )   L(t Q n  nT ) NguyÔn vÜnh nam - cao häc ®iÖn tö viÔn th«ng kho¸ IV LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt -8- häc viÖn c«ng nghÖ BC-VT Danh s¸ch c¸c h×nh vÏ H×nh 1.

CÊu tróc c¬ b¶n cña hÖ thèng th«ng tin quang sö dông bé lÆp ®êng d©y (a) vµ sö dông c¸c bé khuÕch ®¹i quang (b). CÊu t¹o cña PIN-Photodiode. CÊu t¹o cña APD. §Æc tuyÕn tÜnh cña PIN – Photodiode & APD.

S¬ ®å ®iÖn t¬ng ®¬ng cña PIN-Photodiode (a) vµ APD (b). M« h×nh to¸n häc truyÒn dÉn tÝn hiÖu cña PIN (a), APD (b). M« h×nh nhiÔu cña PIN – photodiode (a) vµ APD (b). TÝn hiÖu ¸nh s¸ng tíi pT~(t).

M« h×nh cÊu tróc c¬ b¶n cña mét bé thu quang trong truyÒn dÉn analog. MiÒn c«ng t¸c cña Photodiode trong truyÒn dÉn analog. M« h×nh cÊu tróc c¬ b¶n cña mét bé thu quang trong truyÒn dÉn sè. MiÒn c«ng t¸c cña Photodiode trong truyÒn dÉn Digital.

Lu ®å ch¬ng tr×nh thùc hiÖn tÝnh to¸n miÒn c«ng t¸c cña Photodiode. Giao diÖn chÝnh cña ch¬ng tr×nh.78 NguyÔn vÜnh nam - cao häc ®iÖn tö viÔn th«ng kho¸ IV LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt -9- häc viÖn c«ng nghÖ BC-VT H×nh A. Cöa sæ lùa chän c¸c trêng hîp tÝnh to¸n. Cöa sæ giao diÖn ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n x¸c ®Þnh miÒn c«ng t¸c cña photodiode.

Cöa sæ ch¬ng tr×nh tÝnh to¸n x¸c ®Þnh S/N theo tÇn sè víi ®é nh¹y thu x¸c ®Þnh. Minh ho¹ toµn bé ch¬ng tr×nh. KÕt qu¶ tÝnh to¸n x¸c ®Þnh miÒn c«ng t¸c cña photodiode trong truyÒn dÉn analog. KÕt qu¶ tÝnh to¸n x¸c ®Þnh S/N theo tÇn sè víi ®é nh¹y thu trong truyÒn dÉn analog.

KÕt qu¶ tÝnh to¸n so s¸nh c¸c ®êng ®Æc ®é nh¹y thu theo tÇn sè trong truyÒn dÉn analog. KÕt qu¶ tÝnh to¸n x¸c ®Þnh miÒn c«ng t¸c cña photodiode trong truyÒn dÉn Digital. KÕt qu¶ tÝnh to¸n x¸c ®Þnh S/N theo tÇn sè víi ®é nh¹y thu trong truyÒn dÉn Digital. KÕt qu¶ tÝnh to¸n so s¸nh c¸c ®êng ®Æc tuyÕn ®é nh¹y thu theo tÇn sè trong truyÒn dÉn Digital.86 NguyÔn vÜnh nam - cao häc ®iÖn tö viÔn th«ng kho¸ IV LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt - 10 - häc viÖn c«ng nghÖ BC-VT LêI C¶M ¥N LuËn ¸n th¹c sÜ kü thuËt “Nghiªn cøu miÒn c«ng t¸c cña c¸c photodiode trong hÖ thèng th«ng tin quang tèc ®é cao” ®îc hoµn thµnh trong thêi gian ®µo t¹o, nghiªn cøu t¹i Häc viÖn c«ng nghÖ Bu chÝnh ViÔn th«ng - Tæng C«ng ty Bu chÝnh ViÔn th«ng ViÖt Nam.

§Ó cã ®îc kÕt qu¶ nµy, tríc hÕt t«i xin tr©n träng c¶m ¬n TS. Hoµng V¨n Vâ ®· t¹o ®iÒu kiÖn, gióp ®ì, tËn t×nh híng dÉn, gi¶i quyÕt nh÷ng vÊn ®Ò khoa häc trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn luËn ¸n. T«i xin tr©n träng c¶m ¬n Tæng C«ng ty Bu chÝnh ViÔn th«ng ViÖt Nam (VNPT), Häc viÖn c«ng nghÖ Bu chÝnh ViÔn th«ng (PTIT), ViÖn Khoa häc kü thuËt Bu ®iÖn (RIPT) ®· t¹o ®iÒu kiÖn, cho phÐp t«i ®îc tham gia khãa ®µo t¹o nghiªn cøu.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Nguyễn Vĩnh Nam (2005). Luan an thac si ky thuat [Luận án tiến sĩ, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông]. LuanAn.net. https://luanan.net/tai-lieu-khac/luan-an-thac-si-ky-thuat

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Luan an thac si ky thuat" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu tiên tiến, giải pháp đổi mới nhiều lĩnh vực. Nâng cao kiến thức, ứng dụng thực tiễn.

Luận án "Luan an thac si ky thuat" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông. Năm bảo vệ: 2005.

Luận án "Luan an thac si ky thuat" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Luan an thac si ky thuat" thuộc chuyên ngành Điện tử viễn thông. Danh mục: Tài liệu khác.

Luận án "Luan an thac si ky thuat" có bao nhiêu trang?

Luận án "Luan an thac si ky thuat" có 107 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Luan an thac si ky thuat" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter