2.3. Трансімпедансний підсилювач (тіп)

ТІП Набував найбільшого поширення в приймальних пристроях ВОСП. По суті він є ВІП охоплений колом негативного зворотного зв’язку (33).

Р исунок 2.6 - Структурна схема приймального пристрою з ТІП

Структурна схема приймального пристрою з ТІП є простіше, а ніж з ВІП: відсутній коректор (рис. 2.6.). Перевагами ТІП є більш широкі смуга пропускання й динамічний діапазон за рахунок впливу негативної ОС через резистор R_зз. Еквіваленту схему приймального пристрою з ТІП наведено на рис. 2.7. Позначення тут такі ж самі, що й на схемі рис. 2.4, окрім С_зз конструктивної ємності резистора 33 (R_зз). Для ТІП

. (2.3)

Р исунок 2.7 - Еквівалентна схема приймального пристрою з ТІП

R

1/RC_oc

_HC

Цей вираз свідчить, що передатна характеристика ТІП не залежить від коефіцієнта підсилення підсилювача за напругою (за умови К  ) цілковито визначається параметрами кола 33. Гранична частота ТІП з (2.3). І вже не залежить від сумарної ємності на вході підсилювача ЗС В_х. Отже, ємність (конструктивна) кола 33 має бути мінімально можливою, що досягається за допомогою схеми її нейтралізації R_HC_z(компенсації), наприклад

Рисунок 2.8 - Частотна характеристика приймального пристрою з ТІП

1/R_HC

шляхом послідовного вмикання кількох резисторів 33 меншого номіналу.

Ємність кола 33 завжди є набагато менше за вхідну ємність, а динамічний вхідний опір приблизно в коефіцієнт посилення за напругою разів є менше за аналогічний параметр для ВІП. Тому смуга пропускання ТІП є значно ширша, ніж такого самого підсилювача, що використовує 33. Частотні характеристики приймального пристрою з ТІП наведено на рис. 2.8. для випадку розімкнутого (ця ситуація відповідає схемі ВІП) та увімкнутого кола 33 (ТІП). Очевидно, що в другому смуга пропускання ТІП приблизно в К разів більше, а ніж для ВІП (за умови R_н = R_зз). Проте значення трансімпедансу ТІП у К разів менше, а ніж біля ВІП. Ця ситуація типова для всіх схем з негативним. Основні шуми вносять: вхідний транзистор, резистор 33 та темновой струм ФД. Сумарний рівень шуму ТІП визначається за звичною методикою шумів, підсилювачів з ПТ та БТ за умови, що R_н замінено на R_ос ввімкнений паралельно входу. Отже рівні шумів ТІП та ВІП збігаються, якщо резистор 33 ТІП дорівнює резистору навантаження ФД для ТІП

2.4. Обчислення чутливості приймального пристрою.

Відношення сигнал/шум прийнято визначати на вході підсилювача приймального пристрою:

. (2.4)

Миттєве значення струму сигналу в навантаженні лавинного фото діода

. (2.5)

де _і - струмів відгук ФД, А/ВТ; (t) - миттєве значення оптичної потужності, В_т; М коефіцієнт лавинного множення. За синусоїдної модуляції оптичного сигналу за інтенсивністю (потужністю)

. (2.5)

фотострум в навантаженні лавинного фотодіода

. (2.7)

Тут ₀ середнє значення оптичної потужності за відсутності модуляції; m- індекс модуляції (рис.2.9);  - частота моделювального сигналу; ₀ - стала ₀ (t) змінна (сигнальна) складові фотоструму. Стала складова фотоструму

. (2.8)

де - середнє в часі значення коефіцієнта лавинного множення. Середньоквадратичне значення з ремінної (сигнальної) складової фотоструму

. (2.9)

Порівнюючи (2.8) за стовідсоткової модуляції (m = 1) бачимо, що струм сигналу є в рази менше за стан складової.

Розглянемо шуми, супутні процесові фотодетектування й підсилення фотосигналу в приймальному пристрої з еквівалентною шумовою схемою, наведеною на рис. 2.10.