光接收机灵敏度共48页文档
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光接收灵敏度的测试方法
1. 直接测量法,就好像给光接收灵敏度来个“面对面”的检测!比如,把光信号直接输入到接收设备中,然后看看它能接收得多灵敏呀!
2. 比较测量法,这就像比赛一样!找个已知灵敏度的参考设备,和要测试的一起比一比,不就知道谁更厉害啦!比如说,让它们同时接收相同的光信号,谁的表现更好,一目了然呀!
3. 替代测量法,哎呦,就好比找个替身来感受一下!用一个已知特性的替代物去模拟光信号,看接收设备怎么反应,是不是很有趣呢?
4. 积分测量法,这不就是把所有的光信号都“攒”起来嘛!通过长时间积分光信号来确定灵敏度,就好像一点点积累能量一样呢。
比如在一个时间段里持续测量,最终得出结果哦!
5. 动态测量法,哇塞,就像追逐光的脚步一样动态变化!实时观察光接收灵敏度在不同条件下的变化,这多刺激呀!就像看一场精彩的演出一样。
6. 光谱测量法,嘿,这可是对光的“全身检查”呀!分析不同波长的光下的接收灵敏度,就像是对光进行细致的“解剖”呢。
例如研究在各种颜色的光照射下,接收设备会有什么样不同的表现呀!
我觉得呀,这些测试方法都各有各的奇妙之处,利用它们可以很好地了解光接收灵敏度呢!。
实验04: 利用Optisystm 分析光接收机灵敏度的影响因素 一、实验目的1. 了解影响光接收机灵敏度的因素。
2. 通过仿真实验观察信号比特速率和消光比对接收机灵敏度的影响。
二、实验原理影响接收机灵敏度的因素有:放大器噪声、光电检测器噪声、比特速率、输入波形、消光比。
1. 灵敏度与消光比的关系:消光比(EXT )是发射机的性能指标,是由于光源的不完善调制所引起。
它的定义为:1log10全全P P EXT =(dB ),EXT 越小,不仅使有效信号的光功率减小,而且使接收机中检测器的散粒噪声加大,从而影响接收机的灵敏度。
2.接收机灵敏度与比特速率的关系 z 的定义为22322200(2)2t E I E b t C S T kK z S I S I e R R Te π⎛⎫=+++ ⎪⎝⎭ 当系统的比特速率较高,前置放大器的输入电阻又较大时,z 的量值往往由上式中的后一项所决定,这时1z T -∝(若比特速率很低时,这关系式不一定成立),因此,接收机灵敏度与比特速率的关系如下:当用PIN 光电二极管作检测器时3/2min p T -∝ (4.5分贝/比特率倍程)当用Si APD 作检测器,且工作在最佳雪崩增益时(0.5x ≈)7/6min p T -∝ (3.5分贝/比特率倍程)三、实验配置图四、实验步骤1. 按照图搭建仿真配置图2. 将单信道光发射机模块中的消光比改为10dB3. 衰减器从17dB以0.1dB步长递增4. 观察并记录误码仪中的误码率,根据BER≤10-9得出该光接收机的灵敏度。
Extinct ratio:10dB 比特率:1GE,测量灵敏度。
误码率光功率(dbm)可变光衰值17dB 7.29797E-12 -20.117.1dB 2.07185e-11 -20.28Extinct ratio:10dB 比特率:2GE,测量灵敏度。
5.将单信道光发射机模块中的消光比改为15dBExtinct ratio:15dB 比特率:1GE,测量灵敏度。
课程名称:光纤通信实验名称:实验3 接收机灵敏度和动态范围测量实验姓名:班级:学号:实验时间:指导教师:得分:一、实验目的1、了解和掌握光收端机灵敏度的指标要求和测试方法。
2、掌握误码仪的使用方法。
二、实验器材主控&信号源模块25 号光收发模块23 号光功率计 & 误码仪模块三、实验原理光接收机的性能指标主要包括灵敏度和动态范围。
(1)灵敏度灵敏度是光端机的重要特性指标之一,它表示了光接收机接收微弱信号的能力,是系统设计的重要依据。
光接收机灵敏度的定义是:在给定误码率或信噪比条件下,光接收机所能接收的最小平均光功率。
在测灵敏度时应注意 3 点:1、在测量光接收机灵敏度时,首先要确定系统所要求的误码率指标。
对不同长度和不同应用的光纤数字通信系统,其误码率指标是不一样的。
例如,在短距离光纤数字通信系统中,要求误码率一般为,而在 420km 数字段中,则要求每个中继器的误码率为。
对同一个光接收机来说,当要求的误码率指标不同时,其接收机的灵敏度也就不同。
要求误码率越小,则灵敏度就越低,即要求接收的光功率就越大。
因此,必须明确,对某一接收机来说,灵敏度不是一个固定不变的值,它与误码率的要求有关。
测量时,首先要确定系统设计要求的误码率,然后再测该误码率条件下的光接收机灵敏度的数值。
2、要注意光接收机灵敏度定义中的光功率是指最小平均光功率,而不是指任何一个在达到系统要求的误码率时所对应的光功率。
因此,要特别注意“最小”的概念。
所谓“最小”,就是指当接收的光功率只要小于此值,误码率立即增加而达不到要求。
应该指出,对某一接收机来说,光功率只要在它的动态范围内变化,都能保证系统要求的误码率。
但灵敏度只有一个,即接收机所能接收的最小光功率。
3、灵敏度指的是平均光功率,而不是光脉冲的峰值功率。
这样,光接收机的灵敏度就与传输信号的码型有关。
码型不同,占空比不同,平均光功率也不同,即灵敏度不同。
在光纤数字传输系统中常用的 2 种码型 NRZ 码和 RZ 码的占空比分别为100%和 50%。
光接收机的指标——灵敏度和动态范围光接收机的灵敏度和光接收机的动态范围是光接收机的两个重要指标.1.光接收机灵敏度光接收机灵敏度这个指标,是描述接收机被调整到最佳状态时,在满足给定的误码率指标条件下,接收机接收微弱信号的能力.上述这种能力的描述,可以用以下三种物理量来体现.(1)最低接收平均光功率.(2)每个光脉冲中最低接收光子能量..(3)每个光脉冲中最低接收平均光子数.本书将采用工程常用的物理量:最低平均光功率.这就是说,光接收机的灵敏度,是在满足给定的误码率指标条件下,最低接收平均光功率Pmin.工程上光接收机灵敏度中的光功率常用相对值来描述,即用dBm来表示式中,Pmin——在满足给定的误码率指标条件下以瓦表示的最低接收光功率;——指lmW光功率.从物理概念上来看,上述这种灵敏度定义也是容易理解的:如果一部光接收机在满足给定的误码率指标下所要求的最低平均光功率低,说明这部接收机在微弱的输入光条件下就能正常工作,显然,这部接收机的性能是好的,是灵敏的.同样,从物理概念上也容易理解,限制接收机的灵敏度的主要因素是噪声,由于接收机存在噪声(这将在后面讨论),因而,为了保证正常接收,就需要有足够大的输入功率.2.接收机的动态范围光接收机的动态范围D,是在保证系统的误码率指标要求下,接收机的最低输入光功率(用dBm来描述)和最大允许输入光功率(用dBm来描述)之差(dB),即式中,就是上面所讲的接收机灵敏度.之所以要求光接收机有一个动态范围,是因为当环境温度变化时,光纤的损耗将产生变化;随着时间的增长,光源输出光功率亦将变化;也可能因一个按标准化设计的光接收机工作在不同的系统中'从而引起接收光功率不同,因此要求接收机有一个动态范围.低于这个动态范围的下限(即灵敏度),如前所述将产生过大的误码;高于这个动态范围的上限在判决时亦将造成过大的误码.显然,一台质量好的接收机应有较宽的动态范围.3.6.3 光接收机的噪声1.研究光接收机噪声的目的在一个完整的光纤通信系统中,光接收机是它的重要组成部分.可以想像,在满足误码率(或信噪比)指标要求下,如果需要输入接收机的光功率低,则表明这个光接收机的灵敏度高,性能好.那么为什么光接收机的输入功率不能无限制地降低呢?显然,是受到了系统中噪声的限制.为了研究光接收机的性能,就需研究光纤通信系统的噪声,首先是从接收机这端引入的噪声.2.光接收机噪声的主要来源(1)光电检测器引入的噪声光电检测器在工作时,一方面将接收到的光信息量转变为电的信息量;另一方面,在上述这种转变过程中,又将一系列与信息无关的随机变化的量带人信息量中,这种随机变化量主要有以下三种。