Nghiên cứu Miền Công Tác của Photodiode trong Hệ Thống Thông Tin Quang Tốc Độ Cao - Luận văn Thạc sĩ
Luận án: Luận án thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu miền công tác của các photodiode trong hệ thống thông tin quang tốc độ cao. Xem tóm tắt và tải về tại LuanAn.net
Luan An
Số trang
89
Thời gian đọc
14 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
40 Point
Tóm tắt nội dung
I. Tổng quan về Photodiode trong hệ thống quang tốc độ cao
Tài liệu này nghiên cứu các photodiode trong hệ thống truyền thông quang tốc độ cao. Diode quang đóng vai trò bộ chuyển đổi quang-điện thiết yếu. Chúng biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện, cho phép xử lý và giải mã thông tin. Các hệ thống tốc độ cao đòi hỏi photodiode có hiệu suất cao, băng thông rộng và nhiễu thấp. Sự lựa chọn photodiode ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và tốc độ truyền dẫn. Nghiên cứu này tập trung vào miền làm việc photodiode, đảm bảo hoạt động tối ưu. Hiểu rõ chế độ hoạt động photodiode là cần thiết để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống. Việc này giúp cải thiện độ tin cậy và băng thông của bộ thu quang tốc độ cao.
1.1. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động diode quang
Hệ thống truyền dẫn quang tốc độ cao gồm nhiều thành phần. Diode quang là bộ phận thu tín hiệu. Cấu trúc cơ bản bao gồm một vùng bán dẫn nhạy quang. Khi photon chiếu vào, chúng tạo ra các cặp điện tử-lỗ trống. Các cặp này được tách ra bởi điện trường trong miền suy giảm, tạo thành dòng điện quang. Dòng điện quang tỷ lệ với cường độ ánh sáng chiếu vào. Nguyên lý này áp dụng cho cả PIN-Photodiode và APD. Khả năng biến đổi quang-điện hiệu quả là yếu tố quan trọng. Các diode quang được phân cực để hoạt động ở chế độ ngược. Điện áp phân cực photodiode ảnh hưởng đến tốc độ đáp ứng. Mục tiêu là tối ưu hóa quá trình chuyển đổi này cho các ứng dụng tốc độ cao.
1.2. Đặc điểm kỹ thuật APD và PIN Photodiode
Hai loại photodiode chính được sử dụng là PIN-Photodiode và APD (Avalanche Photodiode). PIN-Photodiode hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện thông thường. Nó có cấu trúc vùng I (intrinsic) không pha tạp giữa vùng P và N. Điều này giảm điện dung, tăng tốc độ đáp ứng. APD có khả năng khuếch đại nội tín hiệu. Quá trình khuếch đại xảy ra qua hiệu ứng quang thác (avalanche). Mỗi photon tạo ra nhiều cặp điện tử-lỗ trống, tăng cường dòng quang. Điều này hữu ích cho các tín hiệu quang yếu. Tuy nhiên, APD cũng có nhiễu cao hơn PIN-Photodiode. Đặc tuyến I-V photodiode của APD phức tạp hơn, phụ thuộc vào điện áp phân cực. Lựa chọn giữa PIN và APD phụ thuộc vào yêu cầu về độ nhạy và băng thông của bộ thu quang tốc độ cao.
II. Mô hình toán học và đặc tính động của Photodiode
Để thiết kế và phân tích hệ thống truyền dẫn quang tốc độ cao, cần có các mô hình toán học chính xác cho photodiode. Các mô hình này giúp dự đoán hiệu suất của bộ thu quang tốc độ cao dưới các điều kiện hoạt động khác nhau. Chúng bao gồm các yếu tố xác định đặc tính động và các nguồn nhiễu. Việc mô hình hóa giúp tối ưu hóa chế độ hoạt động photodiode và hiểu rõ đặc tuyến I-V photodiode. Nắm bắt các yếu tố này là nền tảng để đảm bảo độ tin cậy và hiệu quả của hệ thống truyền thông quang tốc độ cao. Đây là bước quan trọng để xác định miền làm việc photodiode.
2.1. Yếu tố xác định đặc tính động photodiode
Các yếu tố quyết định đặc tính động của PIN-Photodiode và APD bao gồm thời gian vận chuyển của hạt tải điện, điện dung của lớp tiếp giáp và điện trở tải. Thời gian vận chuyển là khoảng thời gian điện tử và lỗ trống di chuyển qua vùng suy giảm. Thời gian này càng ngắn, tốc độ đáp ứng càng nhanh. Điện dung lớp tiếp giáp ảnh hưởng đến băng thông của photodiode. Điện dung thấp hơn giúp tăng băng thông hoạt động. Điện trở tải cũng là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến hằng số thời gian RC của mạch thu. Tối ưu hóa các thông số này là cần thiết để đạt tốc độ cao. Đặc tính động quyết định khả năng đáp ứng với tín hiệu quang biến đổi nhanh.
2.2. Mô hình toán học cho hoạt động tốc độ cao
Các photodiode hoạt động ở tốc độ cao được mô tả bằng sơ đồ điện tương đương. Sơ đồ này thường bao gồm một nguồn dòng quang, điện dung lớp tiếp giáp, điện trở song song và điện trở nối tiếp. Điện áp phân cực photodiode được đưa vào để duy trì hoạt động ở chế độ ngược. Đối với APD, mô hình toán học còn phức tạp hơn do có yếu tố khuếch đại nội và nhiễu tăng cường. Các mô hình này cho phép tính toán dòng quang đầu ra dựa trên công suất quang đầu vào và các tham số nội tại của diode. Sự chính xác của mô hình ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả phân tích miền làm việc photodiode trong truyền thông quang tốc độ cao.
2.3. Mô hình truyền dẫn tín hiệu và nhiễu
Mô hình truyền dẫn tín hiệu của photodiode định nghĩa cách tín hiệu quang được chuyển đổi thành tín hiệu điện. Điều này liên quan đến hàm truyền dẫn và hàm quá độ của photodiode. Hàm truyền dẫn biểu thị đáp ứng tần số của thiết bị. Hàm quá độ mô tả đáp ứng theo thời gian. Bên cạnh đó, mô hình nhiễu là yếu tố không thể bỏ qua. Các nguồn nhiễu chính trong photodiode bao gồm nhiễu lượng tử, nhiễu nhiệt và nhiễu dòng rò. Trong APD, nhiễu khuếch đại nội cũng là một yếu tố quan trọng. Các mô hình này được sử dụng để đánh giá tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR), một chỉ số quan trọng về chất lượng của bộ thu quang. Việc phân tích nhiễu giúp xác định giới hạn hoạt động.
III. Tham số truyền dẫn của Photodiode tốc độ cao
Để đánh giá hiệu suất của photodiode trong các hệ thống truyền dẫn quang tốc độ cao, việc nghiên cứu các tham số truyền dẫn là rất quan trọng. Các tham số này bao gồm hệ số khuếch đại, hàm truyền dẫn, hàm trọng lượng và hàm quá độ. Chúng cung cấp thông tin chi tiết về khả năng chuyển đổi quang-điện và đáp ứng tần số của photodiode. Việc hiểu rõ các tham số này giúp tối ưu hóa chế độ hoạt động photodiode và thiết kế bộ thu quang tốc độ cao hiệu quả. Các tham số này là cơ sở để đánh giá miền làm việc photodiode thực tế.
3.1. Hệ số khuếch đại và hàm truyền dẫn photodiode
Hệ số khuếch đại (M) là một tham số đặc trưng cho APD. Nó biểu thị mức độ khuếch đại dòng quang bên trong thiết bị. Hệ số này phụ thuộc vào điện áp phân cực photodiode và đặc tính vật liệu. Hàm truyền dẫn (HP(jω)) mô tả đáp ứng tần số của cả PIN-Photodiode và APD. Nó cho biết cách photodiode phản ứng với các tín hiệu quang có tần số khác nhau. Một hàm truyền dẫn phẳng trên một dải tần số rộng là mong muốn cho các hệ thống truyền thông quang tốc độ cao. Hàm truyền dẫn này xác định băng thông hoạt động của diode quang. Tối ưu hóa hệ số khuếch đại và hàm truyền dẫn là yếu tố then chốt để đạt được hiệu suất truyền dẫn cao.
3.2. Hàm trọng lượng và hàm quá độ photodiode
Hàm trọng lượng (gT) và hàm quá độ (h(t)) cung cấp cái nhìn sâu sắc về đáp ứng thời gian của photodiode. Hàm trọng lượng mô tả ảnh hưởng của mỗi photon đến dòng quang đầu ra theo thời gian. Hàm quá độ thể hiện đáp ứng của photodiode với một xung quang đơn vị. Cả hai hàm này đều quan trọng trong việc phân tích méo tín hiệu và khả năng tái tạo xung trong hệ thống. Trong các ứng dụng tốc độ cao, yêu cầu về hàm quá độ nhanh và không có overshoot là rất cao. Phân tích các hàm này giúp xác định giới hạn tốc độ và đảm bảo chất lượng truyền dẫn trong các hệ thống truyền thông quang tốc độ cao.
3.3. Tín hiệu ra trong truyền dẫn analog và số
Tín hiệu ra của photodiode, dòng quang (IP), là thông tin đã được chuyển đổi. Trong truyền dẫn analog, tín hiệu ra cần duy trì sự tuyến tính cao với tín hiệu quang đầu vào. Điều này đảm bảo không làm biến dạng thông tin tương tự. Trong truyền dẫn số, tín hiệu ra phải có dạng xung rõ ràng, đủ để mạch phía sau có thể phân biệt các bit "0" và "1". Công suất tín hiệu ra cần đủ lớn để vượt qua nhiễu. Phân tích tín hiệu ra giúp đánh giá hiệu suất của bộ thu quang tốc độ cao. Các đặc tuyến I-V photodiode cũng giúp hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa dòng quang và điện áp phân cực trong cả hai chế độ truyền dẫn, từ đó xác định miền làm việc photodiode.
IV. Phân tích nhiễu và chất lượng tín hiệu Photodiode
Nhiễu là yếu tố giới hạn hiệu suất của bất kỳ hệ thống truyền dẫn quang tốc độ cao nào. Đối với photodiode, nhiễu ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng phát hiện tín hiệu yếu và tỷ lệ lỗi bit. Việc phân tích kỹ lưỡng các nguồn nhiễu và công suất nhiễu là cần thiết. Điều này giúp xác định giới hạn dưới của công suất quang có thể phát hiện và tối ưu hóa chế độ hoạt động photodiode. Nâng cao chất lượng tín hiệu bằng cách giảm thiểu nhiễu là mục tiêu chính trong thiết kế bộ thu quang tốc độ cao. Việc này cũng quan trọng để xác định miền làm việc photodiode hiệu quả.
4.1. Các loại nhiễu trong PIN Photodiode và APD
Các nguồn nhiễu chính trong photodiode bao gồm nhiễu lượng tử (shot noise), nhiễu nhiệt (thermal noise) và nhiễu dòng rò (dark current noise). Nhiễu lượng tử phát sinh do bản chất ngẫu nhiên của các photon và sự tạo ra cặp điện tử-lỗ trống. Nhiễu nhiệt phát sinh từ chuyển động ngẫu nhiên của các điện tử trong các thành phần điện trở của mạch. Dòng rò là dòng điện nhỏ chảy qua photodiode ngay cả khi không có ánh sáng. Trong APD, nhiễu khuếch đại nội (avalanche noise) là một yếu tố bổ sung. Hiệu ứng quang thác, dù khuếch đại tín hiệu, cũng khuếch đại nhiễu. Sự phân loại và hiểu rõ từng loại nhiễu là bước đầu tiên để giảm thiểu chúng trong bộ thu quang tốc độ cao.
4.2. Công suất nhiễu và tỷ số tín hiệu trên nhiễu
Công suất nhiễu là một tham số quan trọng để định lượng mức độ nhiễu. Công suất nhiễu tổng cộng là tổng hợp của tất cả các nguồn nhiễu. Đối với APD, công suất nhiễu còn phụ thuộc vào hệ số nhiễu phụ thêm F(M) do quá trình khuếch đại quang thác. Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) là một thước đo chính về chất lượng tín hiệu. SNR cao hơn cho thấy tín hiệu rõ ràng hơn so với nhiễu. Trong truyền dẫn số, thay vì SNR, tỷ số Q (Q-factor) hoặc tỷ lệ lỗi bit (BER) thường được sử dụng. Một BER thấp là yêu cầu bắt buộc đối với hệ thống truyền thông quang tốc độ cao. Tính toán và tối ưu hóa SNR/BER là trọng tâm của việc thiết kế bộ thu quang. Điều này giúp đảm bảo rằng miền làm việc photodiode được khai thác hiệu quả.
V. Xác định miền công tác của Photodiode hiệu quả
Miền công tác photodiode là dải các điều kiện hoạt động mà tại đó photodiode có thể hoạt động hiệu quả và ổn định. Việc xác định miền làm việc photodiode là tối quan trọng để đảm bảo hiệu suất tối ưu của bộ thu quang tốc độ cao. Nó bao gồm các giới hạn về công suất quang đầu vào, điện áp phân cực photodiode và các tham số khác. Nghiên cứu này tập trung vào các điều kiện cần thiết để thiết lập miền này, đặc biệt trong bối cảnh truyền dẫn analog và số. Việc này giúp các kỹ sư thiết kế hệ thống truyền thông quang tốc độ cao một cách chính xác.
5.1. Điều kiện xác định miền làm việc photodiode
Các điều kiện xác định miền công tác của photodiode bao gồm giới hạn về công suất quang tối thiểu và tối đa. Công suất tối thiểu cần thiết để đảm bảo tỷ số tín hiệu trên nhiễu đủ cao. Công suất tối đa tránh gây bão hòa hoặc hỏng photodiode. Điện áp phân cực photodiode cũng là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến độ nhạy, tốc độ và nhiễu. Nhiệt độ hoạt động, độ ổn định của nguồn cấp và các thông số mạch ngoài cũng góp phần xác định miền này. Việc đáp ứng các điều kiện này là cần thiết để photodiode hoạt động trong chế độ hoạt động photodiode mong muốn. Nghiên cứu cũng xem xét các đặc tuyến I-V photodiode dưới các điều kiện khác nhau, đảm bảo hiệu suất ổn định của diode quang.
5.2. Miền công tác photodiode trong truyền dẫn analog
Trong các hệ thống truyền dẫn analog, miền công tác photodiode được xác định bởi các yêu cầu về tuyến tính và dải động. Photodiode cần duy trì đáp ứng tuyến tính với công suất quang đầu vào để tránh méo tín hiệu analog. Dải động là khoảng giữa công suất quang tối thiểu và tối đa mà photodiode có thể xử lý tuyến tính. Các tham số như độ méo hài tổng (THD) hoặc tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) là các chỉ số quan trọng để xác định miền này. Điện áp phân cực photodiode phải được điều chỉnh để đạt được sự cân bằng giữa độ nhạy, băng thông và tuyến tính. Việc tính toán và mô phỏng giúp xác định chính xác miền này cho bộ thu quang tốc độ cao.
5.3. Miền công tác photodiode trong truyền dẫn số
Đối với truyền dẫn số, miền công tác photodiode được xác định bởi các yêu cầu về tỷ lệ lỗi bit (BER). Photodiode phải đảm bảo BER nằm dưới một ngưỡng chấp nhận được (ví dụ, 10^-9 hoặc 10^-12). Điều này đòi hỏi công suất quang đầu vào tối thiểu đủ lớn để phân biệt giữa các bit "0" và "1" một cách đáng tin cậy. Công suất tối đa cũng phải được giới hạn để tránh bão hòa hoặc các hiệu ứng phi tuyến có thể làm tăng BER. Các yếu tố như tốc độ bit, dạng sóng tín hiệu và nhiễu cũng ảnh hưởng đến miền này. Việc sử dụng các ví dụ tính toán giúp minh họa rõ ràng cách xác định miền công tác photodiode trong truyền thông quang tốc độ cao. Chế độ hoạt động photodiode phải được tối ưu cho tốc độ và độ tin cậy.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (89 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộTổng công ty bưu chính viễn thôngviệt nam học viện công nghệ bưu chính viễn thông ------------------ Nguyễn Vĩnh Nam Nghiên cứu miền công tác của các photodiode trong hệ thống thông tin quang tốc độ cao Hà nội, 5-2005 Tổng công ty bưu chính viễn thôngviệt nam học viện công nghệ bưu chính viễn thông ------------------ Nguyễn Vĩnh Nam Nghiên cứu miền công tác của các photodiode trong hệ thống thông tin quang tốc độ cao luận văn thạc sĩ kỹ thuật Người hướng dẫn: TS. Hoàng Văn Võ Hà nội, 5-2005 LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt -1- häc viÖn c«ng nghÖ BC-VT Mục lục Chữ viết tắt và ký hiệu.3 Danh sách các hình vẽ. 6 LờI CảM ƠN 8 Lời nói đầu 9 Chương 1. Các phần tử biến đổi quang - điện trong hệ thống thông tin quang.
Tổng quan về cấu trúc cơ bản và nguyên lý hoạt động của hệ thống thông tin quang. Cấu trúc cơ bản của hệ thống thông tin quang. Nguyên lý hoạt động của hệ thống thông tin quang. Các phần tử biến đổi quang-điện.
Một số yêu cầu đối với các phần tử biến đổi quang-điện. Diode quang thác APD. Đặc tuyến tĩnh của APD & PIN-Photodiode. mô hình toán học của các photodiode hoạt động ở tốc độ cao.
Các yếu tố xác lập đặc tính động của PIN–Photodiode và APD. Sơ đồ điện tương đương của PIN – Photodiode và APD. Mô hình toán học của PIN – Photodiode và APD. Mô hình truyền dẫn tín hiệu.
Mô hình nhiễu. Các tham số truyền dẫn của các photodiode hoạt động ở tốc độ cao. Hệ số khuyếch đại của APD. Hàm truyền dẫn của PIN- Photodiode và APD.
Hàm truyền dẫn của PIN- Photodiode. Hàm truyền dẫn của APD. Hàm trọng lượng của PIN- Photodiode và APD. Hàm trọng lượng của PIN- Photodiode.
Hàm trọng lượng của APD. Hàm quá độ của PIN- Photodiode và APD. Tín hiệu ra của PIN – Photodiode và APD.30 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. Truyền dẫn analog.
Truyền dẫn số. Nhiễu của PIN – Photodiode và APD. Nhiễu và phân loại nhiễu trong PIN-Photodiode và APD. Công suất các nhiễu trong PIN-Photodiode và APD.
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu. Một số khái niệm cơ bản. Truyền dẫn analog. Truyền dẫn số.
miền công tác của các photodiode.1 Các điều kiện để xác định miền công tác của các Photodiode. Miền công tác của các Photodiode trong truyền dẫn analog. Miền công tác của các Photodiode trong truyền dẫn số. Ví dụ tính toán miền công tác của các Photodiode.
Miền công tác của các Photodiode trong truyền dẫn analog. Miền công tác của các Photodiode trong truyền dẫn số.68 Kết luận và kiến nghị. 76 Tài liệu tham khảo.78 Phụ lục A: Chương trình tính toán miền công tác của photodiode. Lựa chọn ngôn ngữ lập trình.
Giới thiệu chương trình tính toán. Tính toán miền công tác của Photodiode. Miền công tác của các Photodiode trong truyền dẫn analog. Miền công tác của các Photodiode trong truyền dẫn Digital.4 Một số hình ảnh mô tả kết quả tính toán.
Chứng minh công thức (4-24).91 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 Chữ viết tắt và ký hiệu Hiệu suất lượng tử hoá của PIN– Photodiode/APD. Bước sóng của ánh sáng. APD Hằng số thời gian đặc trưng cho quá trình biến đổi quang-điện của APD khi công suất luồng quang biến đổi nhanh thì hằng số thời gian của APD trong quá trình biến đổi quang-điện g-APD Tần số góc giới hạn của APD g-PIN Tần số góc giới hạn của PIN – Photodiode LA Hằng số thời gian đặc trưng cho quá trình biến đổi quang-điện của APD RC Hằng số thời gian đặc trưng cho sự biến đổi quang-điện của APD khi công suất luồng quang biến đổi nhanh n Hệ số ion hoá điện tử trong vùng quang thác p Hệ số ion hoá lỗ trống trong vùng quang thác BERcp Giá trị xác suất sai lầm bit cho phép (đối với truyền dẫn số) để bảo đảm chất lượng truyền dẫn cho phép của hệ thống. BR Băng tần tạp âm của photodiode c Vận tốc ánh sáng (c = 3.
Cc Điện dung của lớp tiếp giáp PN, CT Điện trở tải của Photodiode, e Địên tích của điện tử (e = 1,602. F Hệ số nhiễu do quá trình quang thác (trong APD). F(M) Hệ số tạp âm phụ thêm của APD Gc Điện dẫn của lớp tiếp giáp PN, GT Điện dẫn tải của Photodiode, gT Hàm trọng lượng của Photodiode gT-APD Hàm trọng lượng của APD- Photodiode gT-PIN Hàm trọng lượng của PIN- Photodiode h Hằng số Plank (h = 6,62. h(t) Hàm quá độ của Photodiode HP(j) Hàm truyền dẫn của Photodiode (APD/PIN- Photodiode), HT Hàm truyền dẫn của Photodiode HT-APD Hàm truyền dẫn của APD Photodiode hoạt động ở tốc độ cao HT-PIN Hàm truyền dẫn của PIN Photodiode hoạt động ở tốc độ cao hT-APD Hàm quá độ của APD- Photodiode hT-PIN Hàm quá độ của PIN- Photodiode iN(t) Dòng nhiễu inC Dòng điện nhiệt trên điện trở lớp tiếp giáp PN, INL Dòng nhiễu lượng tử tín hiệu inT Dòng điện nhiệt trên điện trở tải, IP Dòng photo 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 IT Phổ tín hiệu ra ir Dòng điện rò, iT Dòng điện tối, iT(t) Dòng tín hiệu ra của photodiode, IT0 Phổ tín hiệu ra ở tốc độ thấp IT0-APD Phổ tín hiệu ra của APD-Photodiode ở tốc độ thấp IT0-PIN Phổ tín hiệu ra của PIN-Photodiode ở tốc độ thấp iT-APD Dòng ra của photodiode APD iT-PIN Dòng ra của photodiode PIN IV (t) Tín hiệu vào (tín hiệu diện) Giá trị trung bình của dòng điện tối Giá trị trung bình của dòng điện tối k Hằng số Bolzomal, K(j) Hàm truyền dẫn của bộ tiền khuếch đại và một hoặc nhiều bộ khuếch đại điện áp, L(j) Hàm truyền dẫn của bộ lọc thông thấp.
M Hệ số khuếch đại của APD. m Độ sâu điều chế n Tham số phụ thuộc vào vật liệu và cấu trúc của APD. PN Công suất một nguồn nhiễu PN Công suất nhiễu tổng PNL Công suất nhiễu lượng tử tín hiệu PNN Công suất nhiễu nhiệt PNr Công suất nhiễu dòng điện rò pNT Công suất nhiễu dòng điện tối PP (t) Công suất ánh sáng bức xạ của bộ phát quang PT (t) Công suất án sáng truyền đến đầu vào bộ thu quang hoặc biên độ chuỗi xung số PT-cpmax Giá trị công suất ánh sáng đầu vào bộ thu quang cho phép cực đại Pth Công suất của tín hiệu ra photodiode Giá trị trung bình của công suất ánh sáng đến photodiode RD Điện trở dây nối của Photodiode, RT Điện trở tải của Photodiode, S/N Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (S/N)APD Tỷ số tín hiệu trên nhiễu của Photodiode APD Giá trị tỷ số tín hiệu trên nhiễu cho phép (đối với truyền dẫn analog) để bảo đảm chất lượng truyền dẫn cho phép của hệ thống, SN(j) Mật độ công suất phổ của dòng nhiễu SNN(j) Mật độ công suất phổ của nhiễu nhiệt SNr(j) Mật độ công suất phổ của nhiễu dòng rò SNT(j) Mật độ công suất phổ của nhiễu dòng tối 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 T Chu kỳ chuỗi xung 0 T Nhiệt độ tuyệt đối. Td Độ rộng xung U Địên áp đặt vào APD.
UD Điện áp đánh thủng của APD ur (t) Tín hiệu ra bộ thu quang (tín hiệu điện). ur(t) Điện áp tín hiệu ra sau bộ lọc. uT(t) Điện áp tín hiệu ra của bộ khuếch đại, a1 = M HP 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 -6- häc viÖn c«ng nghÖ BC-VT Danh sách các hình vẽ Hình 1. Cấu trúc cơ bản của hệ thống thông tin quang sử dụng bộ lặp đường dây (a) và sử dụng các bộ khuếch đại quang (b).
Cấu tạo của PIN-Photodiode. Cấu tạo của APD. Đặc tuyến tĩnh của PIN – Photodiode & APD. Sơ đồ điện tương đương của PIN-Photodiode (a) và APD (b)22 Hình 2.
Mô hình toán học truyền dẫn tín hiệu của PIN (a), APD (b). Mô hình nhiễu của PIN – photodiode (a) và APD (b). Tín hiệu ánh sáng tới pT~(t). Mô hình cấu trúc cơ bản của một bộ thu quang trong truyền dẫn analog.
Miền công tác của Photodiode trong truyền dẫn analog. Mô hình cấu trúc cơ bản của một bộ thu quang trong truyền dẫn số. Miền công tác của Photodiode trong truyền dẫn Digital. Lưu đồ chương trình thực hiện tính toán miền công tác của Photodiode.
Giao diện chính của chương trình. Cửa sổ lựa chọn các trường hợp tính toán. Cửa sổ giao diện chương trình tính toán xác định miền công tác của photodiode. Cửa sổ chương trình tính toán xác định S/N theo tần số với độ nhạy thu xác định.
Minh hoạ toàn bộ chương trình.85 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 Hình A. Kết quả tính toán xác định miền công tác của photodiode trong truyền dẫn analog. Kết quả tính toán xác định S/N theo tần số với độ nhạy thu trong truyền dẫn analog. Kết quả tính toán so sánh các đường đặc độ nhạy thu theo tần số trong truyền dẫn analog.
Kết quả tính toán xác định miền công tác của photodiode trong truyền dẫn Digital. Kết quả tính toán xác định S/N theo tần số với độ nhạy thu trong truyền dẫn Digital. Kết quả tính toán so sánh các đường đặc tuyến độ nhạy thu theo tần số trong truyền dẫn Digital.90 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 LờI CảM ƠN Luận án thạc sĩ kỹ thuật “Nghiên cứu miền công tác của các photodiode trong hệ thống thông tin quang tốc độ cao” được hoàn thành trong thời gian đào tạo, nghiên cứu tại Học viện công nghệ Bưu chính Viễn thông - Tổng Công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam. Để có được kết quả này, trước hết tôi xin trân trọng cảm ơn TS.
Hoàng Văn Võ đã tạo điều kiện, giúp đỡ, tận tình hư- ớng dẫn, giải quyết những vấn đề khoa học trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Tổng Công ty Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT), Học viện công nghệ Bưu chính Viễn thông (PTIT), Viện Khoa học kỹ thuật Bưu điện (RIPT) đã tạo điều kiện, cho phép tôi được tham gia khóa đào tạo nghiên cứu.
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Nghiên cứu miền công tác photodiode trong hệ thống quang tốc độ cao" nghiên cứu về vấn đề gì?
Luận án: Luận án thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu miền công tác của các photodiode trong hệ thống thông tin quang tốc độ cao. Xem tóm tắt và tải về tại LuanAn.net
Luận án "Nghiên cứu miền công tác photodiode trong hệ thống quang tốc độ cao" có bao nhiêu trang?
Luận án "Nghiên cứu miền công tác photodiode trong hệ thống quang tốc độ cao" có 89 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Nghiên cứu miền công tác photodiode trong hệ thống quang tốc độ cao" 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.