Цифровой оптоэлектронный передатчик

Цифровой оптоэлектронный передатчик

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оптоэлектронной технике. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем увеличения срока службы. Передатчик содержит источники 1,2 и 17 опорного уровня, формирователь 3 стробирующих импульсов, анализатор 4 наличия сигнала, ключи 5-8, фотодетектор 9, детекторы 10 и 11 уровня, эл-ты 12-14 вычитания, интеграторы 15 и 16, усилители 18-20, полупроводниковый излучатель 21, сумматоры 22-24 и пороговый эл-т 25. В передатчике совместно действуют регулирования опорного уровня и сигнальной составляющей мощности излучения . Это приводит к тому, что повышение или уменьшение температуры окружающей среды и соответствующая ему деформация энергетической х-ки сопровождается увеличением или уменьшением опорного тока, формируемого усилителем 19 для излучателя 21, и необходимым изменением тока модуляции , вырабатываемого усилителем 20, так что минимальный и максимальный уровни излучения остаются неизменными. Во избежание выхода из строя излучателя 21 при его эксплуатации в режиме высокой температуры цепь регулирования сигнальной составляющей содержит контур регулирования опорного напряжения. 1 ил. fe

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 04 В 10/00

ГОСУДАРСТВБННЪ|И КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В

0 с2

О.Вха сию

Охи улр лен

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4610832/09 (22) 28.11.88 (46) 07,05.91. Бюл. М 17 (71) Минский радиотехнический институт (72) В.А, Ильинков (53) 621.396.6 (088.8) (56) Патент Франции М 2476945, кл. Н 04 В 9/00, 1981.

Заявка Японии М 59 — 22425, кл. Н 04 В 9/00, 1984. (54) ЦИФРОВОЙ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ

ПЕРЕДАТЧИК (57) Изобретение относится к оптоэлектронной технике; Цель изобретения — повышение надежности работы устройства путем увеличения срока службы. Передатчик содержит источники 1, 2 и 17 опорного уровня, формирователь 3 стробирующих импульсов, анализатор 4 наличия сигнала, ключи 5-8, фотодетектор 9, детекторы 10 и 11 уровня, эл-ты 12-14 вычитания, интеграторы 15 и

ÄÄ5UÄÄ 1647920 А1

16, усилители 18-20, полупроводниковый излучатель 21, сумматоры 22-24 и пороговый эл-т 25. В передатчике совместно действуют регулирования опорного уровня и сигнальной составляющей мощности излучения. Это приводит к тому, что повышение или уменьшение температуры окружающей среды и соответствующая ему деформация энергетической х-ки сопровождается увеличением или уменьшением опорного тока, формируемого усилителем 19 для излучателя 21, и необходимым изменением тока модуляции, вырабатываемого усилителем 20, так что минимальный и максимальный уровни излучения остаются неизменными. Во избежание выхода из строя излучателя 21 при его эксплуатации в режиме высокой температуры цепь регулирования сигнальной составляющей содержит контур регулирования опорного напряжения. 1 ил.

1647920

Изобретение относится к оптоэлектронной технике и может быть использовано в, волоконно-оптических системах передачи цифровых электрических сигналов.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства путем увеличения срока службы.

На чертеже представлена структурная схема цифрового оптоэлектронного передатчика.

Передатчик содержит первый и второй источники 1 и 2 опорного уровня, формирователь 3 стробирующих импульсов, анализатор 4 наличия сигнала, первый, второй, третий и четвертый ключи 5-8, фотодетектор 9, первый и второй детекторы 10 и 11 уровня, первый, второй и третий элементы

12 — 14 вычитания. первый и второй интеграторы 15 и 16, третий источник 17 опорного уровня, первый, второй и третий усилители

18-20, полупроводниковый излучатель 21, первый, второй и третий сумматоры 22 — 24 и пороговый элемент 25.

Устройство работает следующим образом.

Ток фотодетектора 9. оптически связанного с излучателем 21, усиливается первым усилителем 18. В результате на его выходе присутствует напряжение с высоким и низким уровнями, Это напряжение подается на информационный вход первого 10 и второго

11 детекторов уровня. Первый из них вырабатывает постоянное напряжение, равное напряжению низкого уровня, Для достижения этого на его управляющий вход с первого выхода формирователя 3 поступают импульсы-выборки. Запаздывание, оп ределяемое, в основном, временем установления переходной характеристики усилителя 18, необходимо для исключения ошибки при формировании укаэанного уровня детектора.

На управляющем входе анализатора 4 присутствует напряжение высокого уровня, на информационном — преобразуемый цифровой сигнал. В этих условиях анализатор 4

-формирует на выходе напряжение также высокого уровня, Оно, поступая на управляющий вход второго ключа 6, поддерживает его в открытом состоянии, и опорный уровень вырабатываемый источником 1, проходит на второй вход элемента 12 вычитания, на первом входе которого присутствует постоянное напряжение низкого уровня. Элемент 12 вычитания образует управляющий сигнал. который через первый интегратор

15 подается на вход усилителя 19. Усилитель 19 на выходе вырабатывает ток смещения излучателя 21.

Сигнал с выхода усилителя 18 поступает также на информационный вход второго детектора 11 уровня, который вырабатывает постоянное напряжение, равное напряжению высокого уровня входного сигнала. Для достижения этого на управляющий вход детектора с второго выхода формирователя 3 подаются импульсы-выборки, На управляющем входе третьего ключа

7 присутствует напряжение высокого уровня. Оно поддерживает ключ в открытом состоянии, и опорное напряжение. вырабатываемое источником 2, проходит на

10 первый вход третьего сумматора 24. На начальных стадиях деградации полупроводникового излучателя 21, когда мгновенные значения тока накачки меньше предельно допустимого, четвертый ключ 8 находится в закрытом состоянии, и на первом входе сумматора 24 отсутствует напряжение, С уче20

55 втором входе элемента 13 вычитания имеется опорное напряжение источника 2. Элемент 13 вычитания образует управляющий сигнал, который через второй интегратор 16 подается на вход усилителя 20. Усилитель 20 на выходе вырабатывает ток модуляции.

Совместное действие цепей регулирования опорного уровня и сигнальной составляющей мощности излучения приводит к тому, что повышение или уменьшение температуры окружающей среды и соответствующая ему деформация энергетической характеристики сопровождается увеличением или уменьшением формируемого усилителем 19 опорного тока и необходимым изменением вырабатываемого усилителем

20 тока модуляции, так что минимальный и максимальный уровни излучения остаются неизменными. Эксплуатация при высокой температуре и соблюдении условия постоянства уровней излучения требует (вследствие деградации) превышения суммарным током (опорным и модуляционным) накачки предельно допустимого значения, что выводит (возможно мгновенно) лазер из строя.

Во избежание этого цепь регулирования сигнальной составляющей содержит контур регулирования опорного напряжения. Его образуют третий источник 17 опорного наи ряжения. второй 23 и третий 24 сумматоры, третий элемент 14 вычитания и пороговый элемент 25. На начальных стадиях деградации полупроводникового излучателя 21 суммарный ток усилителей 19 и 25 меньше максимально допустимого и, соответственно напряжение на выходе сумматора меньше уровня, вырабатываемого источником

17. При этом пороговый элемент 25 формирует на выходе напряжение низкого уровня.

Оно поддерживает ключ 8 в закрытом состоянии и сигнал с выхода элемента 14 вычита5

15 том этого на выходе сумматора 24, т.е, на

1647920

25

55 ния не проходит на первый вход схемы сумматора 24.

При увеличении температуры или степени деградации излучателя 21 суммарный ток возрастает и может стать равным предельно допустимому. На выходе сумматора

23 появляется соответствующее ему суммарное напряжение, большее уровня источника 17, Элемент 14 вычитания формирует отрицательный управляющий сигнал, который, проходя через открытый ключ 8, поступает на первый вход сумматора 24 и уменьшает входное напряжение усилителя

20. Ток модуляции на выходе усилителя уменьшается до тех пор, пока суммарный ток вновь не окажется равным (с некоторой погрешностью) максимально допустимому, Тем самым суммарный ток фиксируется (ограничивается сверху) на уровне предельно допустимого.

В случае продолжения эксплуатации передатчика энергетическая характеристика лазера смещается еще больше и цепь регулирования сигнальной составляющей мощности излучения еще более уменьшает размах модулирующего тока и соответственно размах сигнальной составляющей оптической мощности, При уменьшении температуры окружающей среды цепь регулирования опорного уровня мощности излучения уменьшаетопорный ток, что приводит к понижению суммарного тока и, как следствие, к уменьшению по абсолютной величине отрицательного управляющего сигнала, вырабатываемого контуром регулирования опорного напряжения и подаваемого на первый вход сумматора 24.

При этом цепь регулирования сигнальной составляющей мощности излучения увеличивает размах модулирующего тока. Процесс продолжается до тех пор, пока максимальный уровень мощности излучения, соответствующий символу "1" цифрового электрического сигнала. не достигает значения максимально допустимой мощности излучения, напряжение на выходе сумматора 23, уменьшаясь по величине, не оказывается равным уровню источника 17, а управляющий сигнал — равным нулю. При этом пороговый элемент 25 возвращается в исходное состояние, соответствующее формированию на выходе напряжения низкого уровня, что переводит ключ 8 в закрытое состояние и отключает контур регулирования опорного напряжения. При дальнейшем снижении температуры цепь регулирования сигнальной составляющей уже не увеличивает, а уменьшает размах модулирующего тока, При отсутствии на входе устройства цифрового сигнала анализатор 4 вырабатывает напряжение низкого уровня. Оно поддерживает ключи 6 и 7 в закрытом состоянии, и напряжение на вторых входах элементов 12 и 13 вычитания равно нулю, т.е. при отсутствии на входе предлагаемого передающего модуля преобразуемого цифрового сигнала ток накачки полупроводникового излучателя равен нулю, При появлении на входе устройства цифрового сигнала на выходе анализатора

4 появляется напряжение высокого уровня, переводящее ключи 6 и 7 в открытое состояние. В результате на выходе элемента 12 вычитания появляется скачок напряжения. равный по величине опорному уровню источника 1. При этом ток усилителей 19 и 20 начинает возрастать по экспоненциальному закону и по тому же закону уменьшается выходное напряжение элементов 12 и 13 вычитания. Аналогично передатчик работает при пропадании (выключении) входного цифрового сигнала.

Формула изобретения

Цифровой оптоэлектронный передатчик, содержащий первый и второй источники опорного уровня, формирователь стробирующих импульсов, последовательно соединенные первый детектор уровня и первый элемент вычитания, последовательно соединенные второй детектор уровня и второй элемент вычитания, последовательно соединенные фотодетектор и первый усилитель, последовательно соединенные второй усилитель, первый сумматор и полупроводниковый излучатель и последовательно соединенные третий усилитель и первый ключ, выход первого ключа соединен с вторым входом первого сумматора, вход формирователя стробирующих импульсов соединен с управляющим входом первого ключа и является информационным входом устройства, выход излучателя оптически связан с входом фотодетектора и является выходом устройства, первый и второй выходы формирователя стробирующих импульсов соединены с управляющими входами соответственно первого и второго детекторов уровней, выход первого усилителя соединен с информационными входами первого и второго детекторов уровней, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем увеличения срока службы, введены второй, третий и четвертый ключи, анализатор наличия сигнала, первый и второй интеграторы, третий источник опорного уровня, второй и третий сумматоры, третий элемент

1647920

Составитель А.Александров

Техред M.Moðãåíòàë Корректор О. Кундрик

Редактор Н,Яцола

Заказ 1415 Тираж 394 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 вычитания и пороговый элемент, управляющий вход анализатора наличия сигнала является управляющим входом устройства, вход анализатора наличия сигнала подключен к информационному входу устройства, выход анализатора наличия сигнала соединен с управляющими входами второго и третьего ключей, выходы первого и второго источников опорного уровня соединены с входами соответственно второго и третьего ключей, выход второго ключа соединен с вторым входом первого элемента вычитания. выход первого и второго элементов вычитания соединены с входами соответственно первого и второго интеграторов, выходы которых соединены с входами соответственно второro и третьего усилителей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, выход которого соединен с первым входом третьего

5 элемента вычитания и с входом порогового элемента, выход которого соединен с управляющим входом четвертого ключа, выход третьего источника опорного уровня соединен с вторым входом третьего элемен10 та вычитания, выход которого соединен с входом четвертого ключа, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента вычитания, выход

15 третьего ключа соединен с вторым входом третьего сумматора.