Аналогові та цифрові оптичні передавальні пристрої

1. Аналогові оптичні передавальні пристрої

По аналогових ВОСП ведеться передача одно- та багатоканальних телевізійних сигналів ( наприклад, в системах кабельного телебачення, сигнали різноманітних вимірювальних систем, групові сигнали систем передачі з частотним розподілом каналів). В аналогових ВОСП потрібен випромінювач з лінійною ват-амперною характеристикою. У зв'язку з цим в аналогових системах частіше використовуються передавальні пристрої на основі світлодіодів та суперлюмінісцентних світлодіодів. Ці випромінювачі мають меншу, ніж у лазерів потужність та широкий спектр випромінювання.

Робоча точка для обох видів випромінювачів вибирається на середині лінійних дільниць вихідної характеристики цих випромінювачів. Такою характеристикою є ват-амперна характеристика ДОВ. У цьому разі незалежно від типу випромінювача використовується схема включення ДОВ з постійним зміщенням (рис. 1).

Рисунок 1 - Схема включення ДОВ із зміщенням

На рис.2а, б наведені положення робочої точки та епюри вхідних сигналів для світлодіода (рис.2а) та лазерного випромінювача (рис.2 б).

Рисунок 2 – Положення робочої точки на ВтАХ випромінювача: а)світлодіода; б) лазерного випромінювача (пунктирною лінією позначена ідеальна характеристика СД, суцільною – реальна)

На рис. 3 наведена одна з досить простих принципових схем аналового ОПерП. У схемі використано підсилювальний каскад на біполярному транзисторі, який включено за схемою з загальним емітером. Він перетворює вхідну напругу, що подається на базу в колекторний струм, який протікає через джерело випромінювання. Такий каскад і є генератором струму накачування або перетворювачем напруга-струм.

Зміщення бази вибирається таким чином, щоб каскад працював в класі А, в цьому разі струм колектора транзистора (він же струм накачування) буде змінюватися пропорційно вхідному сигналу від його мінімального до максимального значення в межах лінійної частини ват-амперної характеристики випромінювача (рис. 2а,б). Ця схема в залежності від типів транзистора та випромінювача дієздатна у діапазоні частот модуляції до 100 МГц. Модуляція здійснюється у класі А (рис.1), вираз для індексу модуляції має вигляд

. (1)

Внаслідок нелінійності реальної ВтАХ виникають нелінійні спотворення: з΄являються вищі гармоніки та комбінаційні складові.

Нелінійні спотворення погіршують характеристики аналогових ВОСП, оскільки форма прийнятого сигналу може суттєво відрізнятися від переданого.

Аналогові ВОСП головним чином застосовуються у системах кабельного телебачення. При передачі телевізійних сигналів особливі вимоги ставляться до амплітудних та фазових спотворень. Фазові спотворення призводять до порушення відтворення кольору. Амплітудні спотворення призводять до зміни амплітуди сигналу кольоровості при зміні сигналу яскравості. Кількісною характеристикою амплітудних та фазових спотворень є диференційна амплітуда та диференційна фаза. Вони визначаються як максимальні зміни амплітуди та фази піднесучої при зміні сигналу яскравості в інтервалі між рівнями чорного та білого. Таким чином, диференційне підсилення дорівнює (у відсотках)

%, (2)

а диференційна фаза

. ............