В приемнике ток сигнала сопровождается шумовым током. В p-i-n-фотодиодах доминирующей составляющей шума являются флюктуации темнового тока, т. е. тока в цепи смещения диода в отсутствие засветки. Мощность дробового шума темнового тока линейно зависит от температуры. Как правило, при увеличении рабочей температуры на каждые 10 °С эта мощность удваивается.

Для оценки шумовых характеристик приемника используется понятие эквивалентной мощности шума, Вт/АГц. Умножая эквивалентную мощность шума на квадратный корень из шумовой полосы частот детектора, В, получаем абсолютные единицы мощности, определяющие минимальный уровень обнаруживаемого сигнала. Минимальный обнаруживаемый сигнал определяет мощность оптического излучения, освещающего фотодиод, необходимую для создания тока фотодиода, равного полному шумовому току. Таким образом, эта величина эквивалентна отношению сигнала к шуму фотодиода, равному 0 дБ.

Существенной характеристикой приемника является инерционность. Инерционность фотодиодов определяется постоянной времени йС-цепи, образованной последовательным сопротивлением диода вместе с сопро тивлением нагрузки, на которую этот диод работает, и емкостью перехода диода. В p-i-n диодах время нарастания сигнала от 10 до 90 % обычно составляет несколько наносекунд, в лавинных фотодиодах несколько меньше.

В основном для источников света используются схемы прямого возбуждения "(рис. 10.11). Управляющий ток подается на базу транзистора (рис. 10.11, а). Максимальный прямой ток светодиода указывается изготовителем. Обычно он составляет несколько десятков миллиампер.

Рис. 10.11. Передающие схемы: а - транзисторная схема, используемая для аналоговой модуляции интенсивности излучения; б - схема с полевым транзистором, применяемая для импульсной модуляции

10.5.5. ПРИЕМНО-ПЕРЕДАЮЩИЕ СХЕМЫ

Резистор R в цепи полевого транзистора используют для установки тока смещения несколько меньшего порога лазерной генерации лазерного диода. Таким образом повышается скорость переключения.

На рис. 10.12 показаны две общепринятые схемы приемников. Усилитель с трансимпедансной связью, изображенный на рис. 10.12, а, пред-

Рис. 10.12. Основные приемные схемы: а - усилитель с трансимпедансной связью; б-усилитель напряжения

назначен для таких источников тока, как p-i-n и лавинные фотодиоды. Для усиления падения напряжения на резисторе /?н использован операционный усилитель (рис. 10.12,6). Обычно величина Rn составляет около 5 МОм.

10.6. ИЗМЕРЕНИЯ В ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Техника измерений в волоконно-оптических системах непрерывно совершенствуется. Двумя наиболее важными параметрами являются ширина полосы частот системы и форма отраженного сигнала, наблюдаемая посредством оптического рефлектометра. Мы уже упоминали схему для измерения ширины полосы (см. рис. 10.4). Испытания с помощью рефлектометра являются основным методом определения качества оптической системы, он незаменим при отыскании неисправностей.

В табл. 10.1 перечислены наиболее часто применяемые испытания волоконно-оптических систем в рабочих условиях. Эти испытания обычно проводят перед установкой системы и после нее. Выбор метода испытаний зависит от имеющейся в наличии аппаратуры. Непрерывность самого волокна можно проверить с помощью такого простого источника света, как карманный электрический фонарик. Ослабление сигнала происходит достаточно медленно, так что таким способом можно проверить световод длиной несколько километров. Ослабление сигнала на стыках и в соединителях требует применения рефлектометра.

Таблица 10.1. Испытания волоконно-оптических кабелей в рабочих условиях

10.6.1. ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМЫ ОТРАЖЕННОГО СИГНАЛА С ПОМОЩЬЮ РЕФЛЕКТОМЕТРА

Испытания волоконно-оптических кабелей значительно упрощаются при использовании рефлектометра для наблюдения формы отраженного сигнала. Модель TD-9920 фирмы Laser Precision Corporation является прекрасным примером такого прибора. Режим работы в реальном масштабе времени позволяет пользователю мгновенно обнаруживать неис правности и непосредственно наблюдать влияние манипуляций с кабелем и соединителями. Эта особенность имеет большое значение и прн проверке центровки волокон перед стыковкой.

Сдвоенные метки, управляемые микропроцессором, измеряют потери в децибелах между любыми двумя точками и обеспечивают абсолютные и относительные измерения расстояния между ними. Кроме того, можно измерять длину кабелей и потери на изгибах. На рис. 10 13. показан типичный пример данных, полученных с помощью такого прибора на бумажной ленте. Прибор также может осуществлять усреднение сигнала д 1я сведения к минимуму явления обратного рассеивания.

Пояснения к графику 1. Развертка начинается слева и перемещается к правому концу волокна в точке П. Показаны все стыки и дефекты по ходу луча. Первое отражение (пик) в самом начале кривой показывает наличие соединителя, расположенного на передней панели прибора TD-9920.

Пример испытания стыков. Точка А на графике указывает наличие первого стыка волокна. Стык расположен на расстоянии 1088 м от прибора TD-9920. Потери, показанные снижением уровня графика, составляв