Optisk kommunikation i deep space - Steen Eiler Jørgensen

silicium.dk

Optisk kommunikation i deep space - Steen Eiler Jørgensen

5.3 Støj 39

tektor.

p-i-n-fotodioder og APDere fremstilles af såvel silicium som germanium.

Imidlertid dækker disse to detektormaterialer forskellige bølgelængdeområder.

Si-detektorer er primært anvendelige i bølgelængdeområdet 0,4 < λSi < 1,1 µm,

mens Ge-detektorer er lidt mere langbølgede; 0,8 < λGe < 1,8 µm.

5.2.2 Transkonduktansforstærkeren

I detektoren konverteres en indkommende optisk effekt til strøm. Denne strøm

skal forstærkes op, og dette gøres ofte vha. en transkonduktansforstærker (også

kaldet transimpedansforstærker), vist på fig. 5.3. Detektoren genererer en meget

Figur 5.3: Transkonduktansforstærker (også kaldet transimpedansforstærker).

Sensoren repræsenterer detektoren, og modstanden antager værdien RL, som

indgår i formlerne 5.5 og 5.10.

lille strøm, som bliver forstærket voldsomt op af forstærkeren, der har feedback

gennem resistoren RL. I praksis vil der altid være en parasitisk kapacitans i

dette kredsløb, parallel med RL, som “kortslutter” de højeste frekvenser. Har

denne kapacitans værdien C, vil forstærkningen være faldet 3 dB (dvs. til det

halve) ved afskæringsfrekvensen

fcutoff =

1

2πRLC

(5.5)

som således sætter en øvre grænse for båndbredden af signalerne. Som vi skal

se senere, er det ønskeligt at have en stor værdi for RL, da større belastningsmodstande

giver mindre støj. Skal en høj afskæringsfrekvens bevares, må C da

nedbringes mest muligt. Det er lykkedes eksperimentelt at fremstille en forstærker

med C = 50 fF, men typisk ligger C mellem 250 og 500 fF.

Man bør derfor designe sin transkonduktansforstærker, så den er i stand til

at overføre den ønskede båndbredde, β. Som en grov approksimation kan man

sætte afskæringsfrekvensen lig båndbredden, hvorved modstanden bliver

RL = 1

2πβC

Båndbredden vender vi tilbage til i kapitel 7.

5.3 Støj

(5.6)

I kapitel 4 etablerede vi den grundlæggende størrelse Eb/N0 = Eb/kT , energien

pr. bit divideret med spektraltætheden af støjen, som en avanceret analog til

More magazines by this user
Similar magazines