根据图1中的描述，光纤发射机是一个电光转换装置，它接收摄像机的视频输出，将其转换成光信号后，传送给光缆的输入端。因此，光发射机的作用是高效而准确地将电子视频信号转换成光学信号，并将它耦合到光纤中去。发射机电路通过发光二极管（LED）或激光二极管（LD）将调幅的CCTV信号转换成调幅或调频的光信号。这种光信号是CCTV信号的忠实翻版，在一般的安全防范应用中，往往选用装有LED的发射机; 当需要进行远距离的传输时，则需要使用内装LD的发射机。多数安全防范系统都使用LED式发射机。这种光发射端机的组成原理框图，如图2所示。
由图2看出，光发送端机主要由发光器件、预校正电路、调制电路以及驱动电路组成。
图2所示为直接光强度调制光发射端机的电路原理框图。由于是模拟信号调制，所以光源用发光二极管LED。图中，全电视信号经输入电路（阻抗匹配的输入衰减级和缓冲级）后，将信号分成两路:一路进入预校正电路（即微分增益DG与微分相位DP校正电路），然后经调制、激励级去驱动LED，以实现直接光调制;另一路则送入箝位脉冲形成电路及箝位电路，以恢复视频信号中的直流电平。
对于光发送端机而言，我们要求它能输出尽可能大的光功率（而这由发光器件的特性所决定），这是因为光功率越
大，信号可传送的距离越远。并且，还要求具有较深的调制度，因为调制度越深，对接收机而言可以得到高的信噪比输出，这是我们所希望的。但是另一方面，由于发光二极管的非线性失真，当光功率或调制度加大时会产生严重的微分增益失真，同时还由于发光管扩散导纳随载流子的注入大小而变化，使得在信号的被调制过程中还会产生相位失真，这就要求不要采用过大的激励信号。
显然，以上两个要求是矛盾的。在以上的电路框图中，设计者主要考虑是保证要达到的目的是前者，而对于后者所造成的不利影响，则由电路本身来克服。
当系统传输图像时，LED本身的非线性将导致微分增益（DG）和微分相位（DP）失真。微分增益失真产生的原因是，位于不同亮度电平上的副载波振幅的放大程度不同，表现为图像的彩色饱和度随亮度电平发生变化 ; 微分相位失真是，位于不同亮度电平上的副载波相位使相对于色同步的相位发生变化，表现为彩色色调随亮度电平发生变化。目前制造的GaAIAs发光二极管中，由于非线性造成的微分增益一般为5%~15%，最高达20%; 微分相位一般为1~ 5°最高可达10°。在电视传输系统中，这两项指标的要求通常分别为1%和1°。因此，为了达到要求，在电路中需要采取预补偿措施，以校正输出特性的非线性。
一般，在LED驱动电路中，利用预补偿网络中的非线性
元件，使输入的电视信号得到和光源特性相反的非线性失真，从而抵消光源原来的非线性失真，使总的输出特性的非线性得到改善。
四、光接收端机
光发送端机输出的光信号，在光纤中传输时不仅幅度会受到衰减，而且脉冲的波形也会被展宽。光接收端机的任务是探测经过传输的微弱光信号，并以最小的附加噪声及失真去放大、再生而恢复成原传输的电信号。 1、光接收端机的组成
光纤传输系统有模拟和数字两大类，光接收机也有数字接收机和模拟接收机两种形式(如图3所示)。它们均由反向偏压下的光电检测器、低噪声前置放大器及其他信号处理电路组成，是一种直接检测（DD）方式。与模拟接收机相比，数字接收机更复杂，在主放大器后还有均衡滤波、定时提取与判决再生、峰值检波与AGC放大电路（见图3b）。但因它们在高电平下工作，并不影响对光接收机基本性能的分析。
在光接收端机中，首先需要将光信号转换成电信号，即对光进行解调，这个过程是由半导体光电检测器件（一般用PIN光电二极管或雪崩光电二极管APD）来完成的。经半导
体光电检测器件检测而得的微弱信号电流（nA ~μA ），流经负载电阻转换成电压信号后，由前置放大器加以放大。但前置放大器在将信号进行放大的同时，也会引入放大器本身电阻的热噪声和晶体管的散弹噪声。此外，后面的主放大器在放大前置放大器的输出信号时，也会将前置放大器产生的噪声一起放大。所以，前置放大器的性能优劣对接收机的灵敏度有十分重要的影响。为此，前置放大器必须是低噪声、宽频带的放大器。光电检测和前置放大器合起来叫做接收机前端，其性能的优劣是决定接收灵敏度的主要因素。 主放大器主要用来提供高的增益，它将前置放大器的输出信号放大到适合于判决电路所需的电平。前置放大器的输出信号电平一般为mV量级，而主放大器的输出信号一般为1V~3V（峰/峰值）。
均衡滤波的作用是对主放大器输出的失真的数字脉冲信号进行整形，使之成为最有利于判决码间干扰最小的升余弦波形。均衡滤波的输出信号通常分为两路:一路经峰值检波电路变换成与输入信号的峰值成比例的直流信号，送入自动增益控制电路，用以控制主放大器的增益;另一路送入判决再生电路，将均衡滤波输出的升余弦信号恢复为“0”或“1”的数字信号。
定时提取电路用来恢复采样所需的时钟。
衡量接收机性能的主要指标是接收灵敏度。在接收机的
理论中，中心的问题是如何降低输入端的噪声，提高接收灵敏度。光接收机灵敏度主要取决于光电检测器的响应度以及检测器和放大器的噪声。 2、半导体光电检测器件
光纤通信和光纤图像传输系统中，最常用的半导体光电检测器件是扩散型PIN硅光电二极管与雪崩光电二极管APD。PIN光电二极管比较简单，只需加10~20V的反向偏压即可工作，且不需偏压控制，并且由于在PN结间增加了I层，展宽了光电转换的有效工作区域，使结电容下降，提高了频率响应与灵敏度，但它没有增益，因此使用PIN管的接收机的灵敏度不如APD管 ; APD管具有10~200倍的内部电流增益，可提高光接收机的灵敏度，但使用APD管比较复杂，需要几十到200V的偏压，并且温度变化较严重地影响APD的增益特性，所以通常需对APD管的偏压进行控制以保持其增益不变，或采用温度补偿措施以保持其增益不变。PIN管与APD管的性能比较如表2所示。
表2半导体光电探测器件PIN光电二极管与雪崩光电二极管APD 的性能比较
3、光接收端机的主要技术指标 ①接收灵敏度
光纤传输系统及其在视频监控中的应用
