Optické přijímače s dynamickou rozhodovací úrovní

Karel Witas

Doctoral thesis

The Adaptive Threshold Level Optical Receivers

Abstract:

Tato práce se zabývá návrhem a konstrukcí optického všesměrového segmentového přijímače. Všesměrový příjem je zajištěn pomocí několika fotodetektorů, které jsou umístěny na stěnách komolého jehlanu. Neprovádí se výběr fotodetektoru s nejsilnějším signálem, ale sčítají se signály všech fotodetektorů. Tím je sestaven paralelní zesilovač. Práce si všímá dosažených šumových parametrů v závislosti na počtu činných fotodetektorů paralelního zesilovače. Šumové parametry se hodnotí nepřímo pomocí měření chybovosti datového přenosu. Z tohoto důvodu jsou v práci rovněž probírány návrh a konstrukce optického vysílače a nezbytné prostředky pro zajištění datového přenosu. Využívá se linkový kód PE (Manchester). V práci se dále zkoumá závislost celkového fotoproudu na úhlu dopadajícího záření a definují se podmínky optimálního příjmu. Protože jsou žádány optické přijímače s dynamickou rozhodovací úrovní, nechybí přehled stávajících zesilovačů s proměnným zesílením a popis zcela nového zesilovače. Ten se vyjímá svojí univerzálností a nízkým zkreslením. Práce si rovněž všímá parametrických zesilovačů a jejich adaptace v oblasti optického příjmu.

Abstract:

This thesis deals with the optical omnidirectional multiple segments receiver design and assembly. The omnidirectional receiving capability is ensured by several photodetectors placed on truncated pyramid walls. Instead of switching to the strongest signal photodetector, the signals are summed and processed as a whole. In other words, the parallel amplifier is formed. Because the noise parameters are influenced by a number of photodetectors, they are evaluated with respect to them. The noise parameters are measured indirectly by the data stream bit error rate investigation. Because of this, there are discussed not only optical receivers but also optical transmitters and other tools of data transfer. The phase encoding (PE) was chosen as the most suitable line code. The paper continues with the falling radiation angle and total photocurrent dependency investigation. As a result, the optimal angle is defined. It is also expected that optical receiver works properly over a wide range of signal levels. That is why variable gain amplifiers are listed, and the novel amplifier is described. Its small distortion and significant versatility are outstanding. The thesis ends with the parametric and photoparametric amplifier design.

Keywords

Optické bezvláknové sítě, optický přijímač, všesměrový přijímač, segmentový přijímač, paralelní zesilovač, nízkošumový zesilovač, transimpedanční zesilovač, fotodioda, parametrický zesilovač, fotoparametrický zesilovač, automatické řízení citlivosti, zesilovač s proměnným zesílením, diodový můstek, operační zesilovač, zkreslení, optický vysílač.

Keywords

Free space optical networks, optical receiver, omnidirectional receiver, multiple segments receiver, parallel amplifier, low noise amplifier, transimpedance amplifier, photodiode, parametric amplifier, photoparametric amplifier, automatic gain control, variable gain amplifier, diode bridge, operational amplifier, distortion, optical transmitter.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 9. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 31. 5. 2017
• Supervisor: Vladimír Vašinek
• Reader: Vítězslav Jeřábek, Čestmír Vlček, Josef Punčochář

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Doctoral programme / field:
Informatika, komunikační technologie a aplikovaná matematika / Komunikační technologie