Tolali optik uzatish tizimlari qabul qiluvchi optoelektron modulida qo'llaniladigan fotoqabulqilgichlarning qiyosiy tavsifi

Download 1 Mb.
bet	65/160
Sana	13.01.2024
Hajmi	1 Mb.
	#136728

Bog'liq
Optik aloqa asoslari (N.Yusupov, R.Isayev)

Bu sahifa navigatsiya:

• Qoron- g‘ilik toki, m kA
• Shovqin darajasi
• Tolali optik aloqa tizimlarining optoelektron qabul qiluvchi moduli va uning tarkibiy qurilmalari

Tolali optik uzatish tizimlari qabul qiluvchi optoelektron modulida qo'llaniladigan fotoqabulqilgichlarning qiyosiy tavsifi Fotoqabulqilgich­larning turi	Qabul qilinadigan to‘lqin uzunligi diapazoni, nm	Qoron- g‘ilik toki, m kA	Tok bo‘- yicha sezgirligi, A/W	Ulanish- uzilish vaqti, ns	Xarakteris- tika va parametr- larining barqarorlik darajasi	Shovqin darajasi
Qo‘llaniladigan spektr diapazoni
	Tuzilishi	Materi ali
p-i-n fotodiodi	Si	400-1000	10	0.5	0.1-5	Barqaror	Kain shovqinli	«1-shaffoflik darchasi»
p-i-n fotodiodi	InGaAs	1000-1700	0.1-3	0.8	0.01-5	Barqaror	Kam shovqinli	«2 va3-shaffoflik darchasi»
ko'chkili fotodiod	Ge	600-1600	30	20-60	0.3	Nobarqaror	Shovqin darajasi yuqori	«2 va3-shaffoflik darchasi»
ko‘chkili fotodiod	InGaAs	1000-1700	400	20-60	0.3-1	Nobarqaror	Shovqin darajasi yuqori	«2 va3-shaffoflik darchasi»
fototran- zistor	Si	400-1000	25	18	2500	Nobarqaror	Shovqin darajasi yuqori	«1-shaffoflik darchasi»

www.ziyouz.com kutubxonasi




ega bo‘lgan tolali optik tizimlarda keng foydalaniladi. Biroq bu turdagi fotoqabulqilgichlar jiddiy bir kamchilikka ega. Ularning chiqish toki nisbatan juda kichik, uning qiymati bir necha yuz (400-500) mikroamperdan ortmaydi, integral sezgirligi esa, 0,7 — 0,8 A/W oraliqda yotadi. Bu hoi p-i-n fotodiodlarda sodir bo‘la- digan fotoelektrik o'zgarishlarda kvant samaradorligi, ya’ni bitta foton hisobiga hosil bo'ladigan elektron-kovak juftlari o‘rtacha sonining birdan kichikligi bilan bog‘liq. Bu hoi p-i-n tuzilishli fotoqabulqilgichni undan keyin keladigan elektron qurilmalar bilan muvofiqlashtirish uchun bipolar yoki maydoniy tranzistorli kuchaytirgich kaskadlaridan foydalanish zaruratini tug‘diradi va ushbu optoelektron asbobning konstruktiv jihatdan murakkab- lashuviga olib keladi.
Ichki kuchaytirish xususiyatiga ega bo‘lgan ko‘chkili fotodiodlar ushbu kamchilikni bartaraf etish imkonini beradi. Bu turdagi fotoqabulqilgichlar o'zlarining tuzilish xususiyatlari va ish mexa- nizmiga ko‘ra, ularning yorug'likka sezgir sirtiga tushgan fotonlar hisobiga hosil bo‘ladigan elektron-kovak juftlarini bir necha yuzlab marta oshirish imkonini beradi. Natijada fotoqabulqilgichning sezgirligi bir necha tartib (30 — 60 A/W) ga ortadi. Chiqish tokining qiymati bir necha o‘n mA ni tashkil etadi va shu tariqa kuchaytirgich kaskadlaridan foydalanish zarurati bartaraf etiladi.
Shuni ta’kidlash joizki, ko'chkili fotodiodlarning tezkorligi, ularning elektrodlari olchamlari tegishli tarzda tayyorlanganida p- i-n fotodiodlarning tezkorligidan unchalik farq qilmaydi. Zero, noasosiy zaryad tashuvchilarning kuchli elektr maydonidagi ekstraksiya jarayonidagi ko'chkili tarzda ko'payishi juda tez sur’at bilan sodir bo'ladi va asbobning relaksatsiya vaqtiga deyarli ta’sir etmaydi. Yuqorida qayd etilgan afzalliklar yuqori darajadagi sezgirlik, katta tezkorlik, chiqish tokini kuchaytirish zaruriyatining yo'qligi tufayli ko'chkili fotodiodlar zamonaviy magistral tolali optik tizimlarda keng qo'llaniladi. Ulardan foydalanish axborot oqimining tezligini 2,5 va hatto 10 Gbit/s largacha oshirish imkonini beradi. Biroq ko‘chkili fotodiodlardan qabul qiluvchi optoelektron modulda foydalanish bir qator muammolarni hal etishni talab etadi:
— bu turdagi fotoqabulqilgichlarda noasosiy zaryad tashuv­chilarning ko‘chkili ko'payishi jarayoni tasodifiy jarayonlar sirasiga


154

г

kiradi. Shu sababdan ko‘chkili fotodiodlarning xarakteristika va parametrlari p-i-n fotodiodlarniki darajasida barqaror emas. Ko‘chkili fotodiodda sodir bo‘ladigan jarayonlarda nafaqat signal, balki, shovqin sathi ham kuchayadi. Tadqiqotlar shovqin sathi signalga nisbatan kuchliroq sur’atda kuchayishini ko‘rsatadi. Shunday qilib, ko‘chkili fotodiod shovqin darajasi katta fotoqa- bulqilgich hisoblanadi;
— ko'chkili fotodiodlar p-i-n fotodiodlarga qaraganda yuqori ishchi kuchlanishini talab etadi. Bu esa kerakli ishchi kuchlanish bilan ta’minlovchi maxsus elektr zanjirlarni, shuningdek, harorat o‘zgarishlariga nisbatan barqarorlikni ta’minlovchi tizimlarning qo‘llanilishini talab etadi.
Ushbu bobda ichki kuchaytirish xususiyatiga ega bo‘lgan fotoqa- bulqilgichlarning yana bir turi — bipolar tranzistorlar asosidagi fototranzistorlaming ish mexanizmi, xarakteristika va parametrlari ham ko‘rib chiqildi. Bu turdagi fototranzistorlaming chiqish xarak- teristikalari bipolar tranzistorlarning shu turdagi xarakteristikalariga o‘xshash ko'rinishga ega. Yorugbik oqimi tarkibidagi fotonlarning ushbu asbob bazasi va kollektor o'tishi sohasidagi yutilishi, natijada hosil bo‘lgan elektron-kovak juftlarining ko‘payishi bilan bog'liq bo'lgan elektron jarayonlar, undan oqib o'tadigan tok qiymatini p-i-n fotodioddagiga nisbatan yuzlab marta oshirish imkonini beradi. Shu sababdan fototranzistorlaming sezgirligi bir necha o‘n W ni tashkil etadi.
Biroq fototranzistorlaming tezkorligi p-i-n va ko'chkili foto­diodlarniki qadar yuqori emas. Ulardan ko‘pi bilan bir necha o‘n MHz. И modulyatsiya chastotalaridan foydalanish mumkin. Shu sababdan ulardan yuqori uzatish tezligi talab etilmaydigan tolali optik aloqa tizimlaridagina foydalanish mumkin.

8. 
   Tolali optik aloqa tizimlarining optoelektron qabul qiluvchi moduli va uning tarkibiy qurilmalari
   

Qabul qiluvchi optoelektron modul tolali optik aloqa tizimining muhim tarkibiy qismi hisoblanadi. U tola orqali qabul qilingan optik signalni elektr signaliga o‘zgartirib beradi. Bu signalga keyingi elektron qurilmalar tomonidan ishlov beriladi.
155
www.ziyouz.com kutubxonasi

Qabul qiluvchi optoelektron modul quyidagi funksional ele- mentlardan tarkib topadi:

• 
  optik signalni elektr signalga o‘zgartirib beruvchi fotoqa- bulqilgich;
  
• 
  elektr signalni kuchaytirib, uni ishlov berish uchun yaroqli ko‘rinishga keltiruvchi elektron kuchaytirgichlar kaskadi;
  
• 
  signalning boshlang‘ich shaklini qayta tiklovchi demo- dulyator.
  

Amalda har xil qabul qiluvchi optoelektron modullar tarkibiga kiruvchi funksional elmentlar biroz farq qilishi munikin. Masalan, ko‘chkisimon fotodiod turida detektor ichki kuchaytirishni ta’min- lagani uchun bu holda undan keyin keladigan elektron kuchay- tirgichning xususiy shovqinlari foydali signal sathiga nisbatan ancha kam bo‘ladi. Ba’zi qabul qiluvchi optoelektron modullarda demo- dulyator yoki qaror qabul qiluvchi zanjir bo‘lmasligi mumkin. Ayrim hollarda qabul qiluvchi modul ishini samarah tashkil qilish uchun fotodetektordan oldin optik kuchaytirgichdan foydalanUadi. 4.16-rasmda analog va raqamli qabul qiluvchi modulning fuknsional elementlari keltirilgan. Analog qabul qiluvchi optoelektron modul analog optik signalni qabul qilib, uni chiqishdagi analog elektr signalga aylantirib beradi. Bu turdagi qabul qilgichlarga o‘zgar- tirishlarning yuqori darajada chiziqliligi va signalni past sathli shov- qin bilan kuchaytirish talablari qo‘yiladi, aks holda signalning bu- zilishi kuchayadi. Ko‘p sonli qaytargichli, uzunligi katta liniyalarda bu signalning buzilishi va shovqinlar to‘planib, analog aloqa liniyalarining samaradorligini kamaytiradi.
Raqamli uzatish chog‘ida impulslar shaklining aniq retrans- latsiya qilish talab etilmaydi. Raqamli qabul qilgich logik 0 va 1 signallarni qabul qilish uchun belgilangan bo‘sag‘alarga ega bo‘lgan, qanday signal kelganligini ajrata oladigan, shovqinlarni bartaraf etib, signalning talab etilgan amplitudasini qayta tiklaydigan, qaror qabul qiluvchi qurilma, ya’ni diskriminatorga ega bohishi kerak.

Download 1 Mb.