Расчет чувствительности приемного оптического модуля

Расчет чувствительности ПРОМ на основе ЛФД, полевого и биполярного транзисторов осуществляется в энергетических и логарифмических величинах.

В данной работе в качестве детектора оптического излучения выбран лавинный фотодиод компании Mitsubishi – PD 8042 [6].

Чувствительность (в данном случае) – это минимальная средняя по времени мощность оптического сигнала на входе ПРОМ при заданных характеристиках этого сигнала и обеспечения требуемого отношения сигнал/шум или коэффициента ошибок . Коэффициент ошибок учитывает вероятность ложного восприятия сигнала. Связь между и следующая: если К _ош = 10^-9, то = 6.

В энергетических величинах чувствительность ПРОМ с ЛФД определяется согласно соотношению:

(6.1)

где A _λ = μ ∙ (hc /η e λ); (6.2)

h – постоянная Планка;

с – скорость света;

η – квантовая эффективность фотодиода;

e – заряд электрона;

λ – длина волны излучения;

γ = 0, 5;

F – шум-фактор умножения: F ≈ M^x;

M – коэффициент умножения ЛФД;

x = 0, 75 для InGaAs ЛФД;

In ₁ – интеграл Персоника, In ₁ = 0, 5;

B – скорость передачи информации;

= – полный шумовой ток предусилителя и фотодетектора:

= (6.3)

– тепловой шум, обусловленный сопротивлением нагрузки фотодетектора:

(6.4)

k – постоянная Больцмана;

T – температура;

In ₂ = 0, 55;

– дробовый шум, обусловленный током утечки.

(6.5)

I _УТ – сумма тока утечки затвора полевого транзистора и других шунтирущих источников тока;

I _T – темновой ток pin -фотодиода;

– еще одна составляющая шумового тока:

(6.6)

In3 = 0, 085;

– ЭДС шума в единичной полосе для полевого транзистора:

(6.7)

F _ПТ – шум-фактор полевого транзистора;

g _М – крутизна полевого транзистора в рабочей точке;

Подставляя значения в формулу (6.6) получим = 7, 9∙ 10^-18 А².

Используя все вычисленные значения в формуле (6.1), находим P _ЛФД = 5, 5∙ 10^-14 Вт. Переведя это значения в логарифмические единицы, получим P _ЛФД =

-43 дБм.