光接收机作用_光的工作原理_pdfa的作用(3)

3．砷化镓工艺与硅工艺的差别

砷化镓工艺放大模块是近几年才发展起来的，用砷化镓金属场效应管设计的模块具有优良的低噪声特性，同时具有优良的低失真特性，其不足之处是抗冲击能力比较弱，静电就能使之损坏，输出能力有欠缺，主要是在高电平输出时出现硬压缩特性。为便于读者理解Si工艺和GaAs工艺，下表从多项技术指标加以比较：

关于两种工艺放大模块压缩特性的比较：一个理想的信号经过不同的放大器件，都会有或多或少、不同类型的失真现象。其压缩波形变化如下图所示：

Si工艺的放大有软压缩，GaAs.MESFET有硬压缩，很显然硬压缩现象对信号本身的影响最明显，即削顶现象，通过傅立叶变换可以看出，这样的波形含有很多失真分量，严重时图像会出现干扰条纹；而对于数字电视信号来讲，误码率会提高，图像会出现马赛克，甚至数据帧丢失。硅的软压缩特性要比GaAs的硬压缩特性好的多，尤其体现在动态幅度较大的数字信号传输中。

鉴于GaAs工艺放大具有优良的低噪声、低失真特性，而同时又有硬压缩的特性，目前GaAs技术在放大模块的应用中，为了克服GaAs技术的弱点，发挥其放大优势，一般都采用GaAs+Si混合技术，并不采用单一的GaAs工艺构建放大模块。当然在光接收组件中的前置放大器由于处于小信号放大状态，可以采用纯GaAs工艺放大。GaAs+Si混合技术通常是在模块的输入级和放大级采用GaAs工艺的管芯或贴片放大管，而在模块的输出级采用Si材料放大管，这种结构的放大模块具有实出的优点：（1）在输入级采用GaAs放大管可以降低噪声的引入获得理想的噪声系数Nf。（2）在放大级采用GaAs放大管可以保证模块的线性指标和非线性指标。（3）在输出级采用Si材料放大管，可以保证模块的输出能力和抗冲击能力，克服GaAs放大管负载能力比较低、比较脆弱的缺陷。（4）GaAs+Si混合技术可以有效的改善纯GaAs技术的硬压缩特性，使模块的压缩性能比较平缓，减少信号失真，特别对于数字信号的传输可以有效的降低误码率。实验表明GaAs MESFET技术在46dBMV时，就会出现拐点，压缩特性急剧变差，CTB、CSO指标明显下降，采用GaAs+Si混合技术可有效提高模块的输出电平。

二、光接收机的结构及原理。

目前市场上的光接收机主要有两个大的分类：光接收机、光工作站；而光接收机又分为两种：一种是二端口光接收机，另一种是四端口光接收机。在HFC网络光接点的设备中，二端口光接收机占有相当大的比重。因而此处以两端口光接收机为例介绍其功能及原理。针对于二端口光接收机是指有2个主输出端口，可能还同时具有一个或二个测试端口。不同品牌的二端口光接收机，其内部功能及工艺相差较大，但其基本功能结构是一致的，常见的二端口光接收机的结构如下图所示：

从上图可以看出两端口光接收机主要由：光接收组件、光功率指示、前后级RF功率放大、频响校正器、正反向增益调节与均衡调节器、回传放大、回传发射组件，输出插件等组成，采用同种上述基本结构的光接收机，其主要差别在整机的工艺水平、各功能组件的布局安排的差异，任何一台二端口光接收机都能找到上述各功能组件。鉴于目前HFC网络光点的覆盖范围越来越小，AGC控制已无用武之地，在市场上具有AGC功能的二端口光接收机已很少见。下面分别讲述光接收机各功能组件的原理及功能。

1．光接收组件。前面已经详细讲述了光接收组件的不同种类及特点。鉴于光接收组件已完全实现国产化，在光接收的应用中也只有分离组件与集成一体组件的区别，下面为集成一体组件与分离组件的差异。

从上面的比较可以看出，集成一体化组件具有明显的优势，是有线电视技术发展的趋势，除了一般性指标外，集成一体化组件兼有温度控制功能。单从这一功能来说，在分立组件中由于PIN管距离前置放大相对较远，其受前置放大温度的影响相对较轻，温度对PIN管的影响的矛盾并不十分突出。如果集成一体组件中没有温控电路，由于PIN管与前置放大紧密结合，虽然有模块的底座散热条散热，PIN管的温升仍然比较明显，尤其是组件中配置大电流、高增益的前置放大，温升就越大，目前绝大部分国产组件都没有温控电路，而且有些生产厂家为了寻找卖点，采用大增益的前置放大器，导致组件的工作电流较大，从而使组件的温升变大，影响PIN管的性能。的名牌组件目前已有大部分产品采用温控功能电路，保证组件的温升对PIN管的影响最小。带温度补偿电路的光接收模块具有明显的优点：组件性能随温度变化小，噪声系数指标得到较好的改善，相对于指标的优化，成本就非常低。为了说明问题，下面对组件有无温控的性能作一对比：

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