3、数据重建由哪几种电路构成？其任务是什么？
判决电路和时钟恢复电路；把线性通道输出的升余弦波形恢复成数字信号 4、 高阻抗前置放大器的输入电阻为4 M?，它与光检测器的偏置电阻Rb相匹配，CT = 6 pF，计算未均衡时带宽；若采用互阻抗，Rf=100 k?，反馈环路的增益G = 400，计算其带宽。
第6章3节作业
1、光接收机中存在哪些噪声？图示这些噪声分布。
散粒噪声和热噪声，散粒噪声包括光检测器的量子噪声、暗电流噪声、漏电流噪声和APD倍增噪声。热噪声主要指负载电阻RL产生的热噪声，放大器对噪声亦有影响。
量子噪声(或散弹噪声)：来自单位时间内到达光检测器上信号光子数的随机性，因此它与信号电平有关。在采用APD作光检测器时，倍增过程的统计特征产生附加的散弹噪声，它随倍增增益而增加。 暗电流噪声：当没有光信号照射光检测器时，外界的一些杂散光或热运动亦会产生一些电子—空穴对，光检测器还会产生一些电流，这种残留电流称为暗电流Id，暗电流也要产生散粒噪声。
漏电流噪声：光检测器表面物理状态不完善和加有偏置电压，也会引起很小的漏电流噪声，但这种噪声并非本征性噪声，可通过光检测器的合理设计，良好的结构和严格的工艺降低。 热噪声：热噪声是在有限温度下，导电媒质内自由电子和振动离子间热相互作用引起的一种随机脉动。一个电阻中的这种随机脉动，即使没有外加电压也表现为一种电流波动。在光接收机中，前端负载电阻中产生的这种电流波动将叠加到光检测器产生的光电流中。
放大器噪声：前端的前置放大器要增加噪声，而且其影响远远超过后级元器件产生的噪声。
2、分解式4.4.19，写出PIN光接收机与APD光接收机的信噪比表达式，分析在何种条件下
11 / 17
何种光接收机信噪比占优势。 解：（1）S/RPIN=2e(I
I2P
P+Id)Be+4KTFnBe?RL
=2eR
?Be+4kTFnBe?RL
0P
?2R20P
① 散粒噪声限制下
2?2??S/RPIN=IP?2eIpBe=R20P?2eR0PBe=R0P?2eBe
SNR随入射功率线性增加，只与量子效率、光子能量和带宽有关
② 热噪声限制下 S/RPIN=4KTF
?2R20P
nBe?RL
=4KTF
?2R20PRL
nBe
SNR随入射功率平方倍变化，增加负载电阻可以提高信噪比 （2）S/RAPD=
?2G2R20P
2eR0PG2+xBe+4KTFnBe?RL
①散粒噪声限制下 2?2+x?2S/RAPD=G2IP2eR0PG2+xBe=G2R2Be=R0?P?2eGxBe 0P?2eR0PG
SNR下降了Gx倍 ② 噪声限制下 S/RAPD=4KTF
G2I2P
nBe?RL
=
?2G2RLR20P4KTFnBe
SNR降低了G2倍
散粒噪声限制下：APD的SNR降低了GX倍，PIN占优。 热噪声限制下：APD的SNR提高了G2 倍，APD占优。
3、有一个光纤通信系统，光源为LED，输出功率：10mW，工作波长850nm，LED与光纤的耦合损耗为14 dB。系统光纤的总损耗20 dB，其他损耗10 dB。PIN光电二极管的R 0＝0.5 A／W，ID=2 nA，负载电阻RL=50 ?，接收带宽Be=10 MHz，T=300 K．计算接收光功率、检测信号电流、散弹噪声和热噪声功率，最后计算其信噪比。 解：LED输出功率=10mw=10dbm
接受光功率：PR=10dbm—14db—20db—10db=-34dbm=0.4μw 光电流：IP=R0PR=（0.5A/w）（0.4x10-6w）=2x10-7A=0.2μA 由于暗电流（2nA）< ?is2??2eIPBe?2?1.6?10?19(C)?0.2?10?6(A)?107(Hz) ?0.064?10?17(A2)电路噪声： ?ic2??4kTFnBeRL4?1.38?10?23?300?1?10?106 ?50?331.2?10?17(A2)信噪比 12 / 17
光纤系统作业参考复习资料
