光纤通信电路概要.ppt

3.3光 无 源 器 件 第 4 章光端机 图 4.6 共发射极驱动电路 图4.7是常用的射极耦合驱动电路，适合于激光器系统使用。电流源为由V1和V2组成的差分开关电路，它提供了恒定的偏置电流。在V2基极上施加直流参考电压UB，V2集电极的电压取决于LD的正向电压，数字电信号Uin从V1基极输入。 当信号为“0”码时，V1基极电位比UB高而抢先导通，V2截止， LD不发光；反之，当信号为“１”码时，V1基极电位比UB低， V2抢先导通，驱动LD发光。V1和V2处于轮流截止和非饱和导通状态，有利于提高调制速率。当三极管截止频率fr≥4.5 GHz时，这种电路的调制速率可达300 Mb/s。射极耦合电路为恒流源，电流噪声小，这种电路的缺点是动态范围小，功耗较大。 图 4.7 射极耦合LD驱动电路图 2. 自动功率控制 由于温度变化和工作时间加长，LD的输出光功率会发生变化。为保证输出光功率的稳定， 必须改进电路设计。图4.8是利用反馈电流使输出光功率稳定的LD驱动电路，其主体和图4.7相同，只是由V3支路为LD提供的偏置电流Ib受到激光器背向输出光平均功率和输入数字信号均值Uin的控制。把PD检测器的输出监测电压UPD、信号参考电压Uin和直流参考电压UR施加到运算放大器A1的反相输入端，经放大后，控制V3基极电压和偏置电流Ib，其控制过程如下： PLD→UPD→(UPD+ +UR)→UA1→Ib→PLD 在反馈电路中引入信号参考电压的目的，是使LD的偏置电流Ib不受码流中“0”码和“1”码比例变化的影响。 * 3.3.1连接器和接头 连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸(活动)连接的器件。 主要用于光纤线路与光发射机输出或光接收机输入之间，或光纤线路与其他光无源器件之间的连接。 连接器有单纤(芯)连接器和多纤(芯)连接器。 接头是实现光纤与光纤之间的永久性(固定)连接，主要用于光纤线路的构成，通常在工程现场实施。 热熔接的接头平均损耗达0.05 dB/个（比固定连接接头的小）。 图 3.27 套管结构连接器简图 精密套管结构的连接器简图 3.3.2光耦合器 耦合器的功能是把一个输入的光信号分配给多个输出， 或把多个输入的光信号组合成一个输出。大多与波长无关，与波长相关的耦合器专称为波分复用器/解复用器。  1. 耦合器类型 (1)T形耦合器: 主要用作不同分路比的功率分配器或功率组合器。 (2)星形耦合器: 这种耦合器通常用作多端功率分配器。 (3)定向耦合器:其功能是分别取出光纤中向不同方向传输的光信号。 (4)波分复用器/解复用器(也称合波器/分波器)这是一种与波长有关的耦合器。 图 3.28 常用耦合器的类型 2. 基本结构 耦合器的结构有许多种类型，其中比较实用和有发展前途的有光纤型、微器件型和波导型。 （1）、 光纤型 光纤型把两根或多根光纤排列，用熔拉双锥技术制作各种器件。这种方法可以构成T型耦合器、定向耦合器、星型耦合器和波分解复用器。 （2）、微器件型 微器件型用自聚焦透镜和分光片、滤光片或光栅等微光学器件可以构成T型耦合器、定向耦合器和波分解复用器。 （3）、波导型 波导型在一片平板衬底上制作所需形状的光波导，衬底作支撑体，又作波导包层。可以构成波导型T型耦合器、定向耦合器和用滤光片作为波长选择元件的波分解复用器。 3. 主要特性 （1）、耦合比 （2）、附加损耗Le （3）、 插入损耗Lt （4）、 方向性DIR(隔离度) （5）、 一致性U 3.3.3光隔离器与光环行器 耦合器和其他大多数光无源器件的输入端和输出端是可以互换的，称之为互易器件。然而在许多实际光通信系统中通常也需要非互易器件。 1、 隔离器 隔离器就是一种非互易器件，其主要作用是只允许光波往一个方向上传输，阻止光波往其他方向特别是反方向传输。隔离器主要用在激光器或光放大器的后面，以避免反射光返回到该器件致使器件性能变坏。 图 3.34 隔离器的工作原理 图 3.35 一种与输入光的偏振态无关的隔离器 2、环行器 环行器除了有