КОМПЛЕКТ ПЕРЕДАЮЩЕГО И ПРИЁМНОГО ОПТИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ НА ОСНОВЕ ТОРЦЕВОГО СВЕТОДИОДА

May 6, 2012 by admin Комментировать »

Журавлева О. В., Иванов А. В., Исаев Д. С., Курносов В. Д., Курносов К. В., Чернов Р. В. ФГУП «НИИ «Полюс» им. М. Ф. Стельмаха Введенского ул., д.З, Москва – 117342, Россия Тел.: +7(095) 3330513; e-mail: dilas@mail.magelan.ru

Рис. 1. Ватт-амперные характеристики СД в диапазоне температур.

СД можно оптимизировать длительности переднего и заднего фронтов.

Аннотация – Представлены основные характеристики передающего и приёмного оптических модулей на основе закошенного торцевого светодиода, предназначенные для передачи цифровой информации в уровнях TTL в диапазоне рабочих температур от минус 40°С до +55°С.

I.  Введение

Основными элементами, входящими в состав во- локонно-оптических систем передачи и обработки информации, являются передающие (ПОМ) и приёмные (ПРОМ) оптические модули. При этом ПОМ изготавливается либо на основе лазерного диода (ЛД), либо на основе светодиода (СД). По сравнению со светодиодом модуль на основе ЛД имеет большую выходную мощность и большее быстродействие. Однако применение ЛД в оптических системах требует использование оптического изолятора, т.к. обратноотраженный сигнал, попадая в активную область ЛД, приводит к нестабильной работе лазера и вызывает уменьшение отношения сигнал/шум. От этого недостатка свободны модули на основе СД. Кроме того, наработка СД выше, чем ЛД.

II.  Основная часть

В данной работе представлены результаты разработки модулей на основе СД с закошенным полос- ком с выводом излучения параллельно р-п переходу. Наклон полоска активной области СД составлял -7° относительно перпендикуляра к сколотой грани. Такая конструкция по сравнению с другими видами СД имеет наименьшую вероятность перехода в лазерный режим генерации.

При использовании модулей в системах связи основными вопросами являются диапазон рабочих температур и быстродействие.

На рис.1 представлены ватт-амперные характеристики СД в диапазоне температур от минус 40°С до +80°С. Из рис.1 видно, что при постоянном токе накачки мощность излучения СД сильно зависит от температуры. Поэтому в состав ПОМ была введена электронная схема, которая автоматически изменяла ток накачки светодиода при изменении температуры окружающей среды. В качестве датчика температуры использовался терморезистор ТР-2, что уменьшило стоимость ПОМ по сравнению со схемой стабилизации мощности излучения с применением фотодиода обратной связи. Ватт-амперная характеристика ПОМ в диапазоне температур на выходе многомодового волокна представлена на рис.2.

Длительности переднего и заднего фронтов оптических импульсов излучения СД в зависимости от амплитуды входного электрического сигнала представлены на рис.За при нулевом смещении и на рис.36 при постоянном смещении (5-7 мА). При этом электрический импульс от генератора Г5-78 подавался на СД через согласующее сопротивление 43 Ом. Длительности переднего и заднего фронтов на выходе ПОМ в диапазоне температур представлены на рис.2. Видно, что подбором режима работы

Fig. 1. Watt-amper characteristics of the LED in the range of temperatures

Ниже даны основные характеристики ПОМ и ПРОМ.

Передающий оптический модуль

Длина волны излучения

1.3 мкм

Средняя мощность импульса излучения

не более минус 14 дБм не менее минус 19 дБм

Длительность переднего и заднего фронтов импульсов излучения по уровню 0.1-0.9

не более 4 не

Приёмный оптический модуль

Пороговая чувствительность

не более минус 33 дБм

Максимальная детектируемая импульсная мощность излучения

не менее минус 14 дБм

Длительность принимаемых импульсов

8-100 не

Напряжение питания модулей (5±0.05) В. Входной и выходной сигналы в уровнях TTL (напряжение логического нуля не более 0,5 В, логической единицы не менее 2.4 В). Диапазон рабочих температур от минус 40°С до +55°С. Оптические соединители типа FC/PC, волокно многомодовое.

Размер ПОМ – 20.5×15.5×5.5 мм, размер ПРОМ – 22×19.5×5.5 мм. Гамма-процентная наработка модулей не менее 100.000 часов

III.  Заключение

Разработанный комплект приемного и передающего модулей может найти широкое применение в различных системах передачи и преобразования информации, внутриблочного монтажа, а также в системах специального назначения.

Рис. 2. Зависимости мощности излучения, а также длительности переднего тп.ф. и заднего т3.ф. фронтов в диапазоне температур.

Fig. 2. Output power of the transmitting module and duration of rise-up and falling edges of optical pulses depending on temperature

Puc. 3. Зависимости длительности переднего тп.ф. и заднего т3.ф. фронтов оптических импульсов светодиода от амплитуды входного сигнала а) при нулевом смещении и б) при постоянном смещении (5-7 мА).

Fig. 3. Duration of the rise-up and falling edges of optical impulses depending on input electrical signal in the absence of DC shift (a) and in the presence of 5-7 mA pump current (b)

TRANSMITTING AND RECEIVING OPTICAL MODULES BASED ON EDGE-EMITTING LED

Zhuravleva О. V., Ivanov A. V., Isaev D. S., Kurnosov V. D., Kurnosov К. V., Chernov R. V.

M. F. Stel’makh Research and Development

Institute ‘Polus’

3,             ul. Vvedenskogo, Moscow – 117342, Russia Tel.: (095) 3330513 e-mail: dilas@mail.magelan.ru

Abstract – The basic characteristics of transmitting and receiving optical modules based on edge-emitting light-emitting diode (LED) with angled active region are considered. These modules are intended for transfer of the digital information to levels TTL in a range of working temperatures from a minus 40°С up to +55°C.

I. Introduction

Transmitting and receiving optical modules are the basic elements of the information transmitting and processing optical fiber systems. Thus the transmitting modules are based on laser diode (LD) or light-emitting diode. The modules based on laser diode have the bigger output power and the operating speed in comparison with a LED. However these modules demands use of optical isolator since the back reflected signal, getting in active area of LD, causes reduction of the signal/noise relation. Modules based on LED are free from this defect. Besides the operating time of LED is higher, than LD.

II.  Main part

We studied transmitting and receiving optical modules based on edge-emitting LED with angled active region. This angle was 7° relatively a perpendicular to the cleaved facet.

Fig. 1 presents light-current characteristics of the LED in the range of temperatures from a minus 40°C up to +80°C. To remove the influence of temperature on the output power we added the electronic circuit. This circuit automatically varied the pump current when the temperature was changed. Fig. 2 presents the output power from the multimode optical fiber of the transmitting module.

Fig. 3 presents the duration of the rise-up and falling edges of optical impulses in depending on input electrical signal in the absence of DC shift (a) and in the presence of 5-7 mA pump current (£>). Fig. 2 presents the duration of rise-up and falling edges of optical impulses in depending on temperature. These figures show that we can optimize the duration of the rise-up and falling edges by varying the operating mode of the transmitting module.

III.  Conclusion

Developed transmitting and receiving optical modules can find wide application in various systems of transfer and processing of the information, intrablock installation, and also in special purpose systems.

Аннотация – Рассматриваются возможности использования аналогового подмножества VHDL-AMS для целей моделирования цепей методом Гармонического Баланса и предлагает расширения языка в частотной области для увеличения гибкости моделирования и расширения моделируемого класса цепей.

1.  Введение

В течение последних лет были приложены существенные усилия в области разработки языков описания аппаратных средств. Два языка описания аппаратного обеспечения цифровых и аналоговых цепей получили статус стандарта – VHDL-AMS и Ver- ilog-AMS. Это важное достижение, поскольку открывает способ для стандартизации библиотек элементов и открытие рынка обмена моделями [3]. Однако оба языка означены как языки описания моделей во временной области и не поддерживают моделирование в частотной области, что требуется для большинства радиочастотных и СВЧ задач. Более того, VHDL-AMS не содержит строго определенного аналогового подмножества.

Настоящая статья имеет целью показать, что существует ограниченное подмножество VHDL-AMS, которого достаточно для описания аналоговых цепей и предложить расширение VHDL-AMS для целей моделирования в частотной области.

2.   Метод гармонического баланса

Уравнение непрерывной (аналоговой) цепи может быть сформулирована следующим образом:

Где v(t), u(t),y(t) i(v(t), q(v(t) и f(v,t)eRN, v(t) и u(t)

предполагаются T периодическими, y(t) – отклик линейной подсхемы и i(v) и q(v) – единственные нелинейные члены.

Рассматривая v и f для уравнения (1) как ряды Фурье и делая необходимые преобразования, уравнения Гармонического Баланса (ГБ) могут быть записаны таким образом:

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты