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1、光接收机常见故障分析及排除［摘要］光接收机工作在光纤系统中的各光接收点，接收光缆传送过來的光信号，并把光信号转换为屯信号(实现光电转换0/E)，输出是RF信号。光接收机rfl光电检测级、电信号放大级、衰减器、均衡器、AGC电路、输出放大器、电源部分等组成。【关键词】工作原理；增益调节；故障分析一、光接收机主要组成部分的工作原理1•光接收器件原理与特性光接收器件是光纤传输系统中不可缺少的器件,它是接收输入端口使用的半导体二极管器件，其作用是将输入的光信号变换成输出的电信号，类似于电气通信屮的检波器,所以称它为光检测器或光电二
2、极管(PD:PhotoDiode),从PD取出的是与光功率成比例的电流，也可以用负载电阻把这一电流变成电压。光功率与被检测的屯流或电压成比例的关系,说明被检测的光屯场强度的平方值与屯流成比,所以可以认为是平方律检波。光检测器对光接收机的工作速率、灵敏度等特性有重大影响，因此对光检测器有如下要求：(1)在系统工作的波段范围内有很高的响应效率,即对工作波段内入射的光信号，光检测器能输出较人的光电流，实际上不同材料对各种波长的光的响应效率是不一样的，在使用光检测器时必须合理选择所用的器件，能满足系统要求。(2)有足够的响应度，输
3、出电流与输入光功率是线性关系,以保证信号不失真。(3)噪声低，频带宽。光检测器在光电变换屮引入的噪声应尽量小，因为光检测器的入射光信号一般和当微弱，乂是光接收机的最前级，对系统的载噪比影响较大。(4)可靠性高、寿命长、性能稳定，能适应一定的温度等坏境条件变化。光检测器的工作原理是:半导体晶体屮的电子可能处于两种状态,-•种是围绕原子核旋转的状态，另一种是脱离原子核的束缚而自由运动的状态，该状态还由于电了的口由运动，因而有助于产生导电状态。处于这种状态的电了，其能量比处于前一种状态的要高。如图2所示。由图2可见，能量高的区域
4、称为导带,能量低的区域为价带，处于它们屮间的是禁带，它表示电子在其中不能存在的状态。当光入射半导体接收的光能量大于半导体禁带时,会使半导体原了中价带的电了跃迁到导带，价带因失去电了以后而出现空穴，所以由光的入射就会产生电子、空穴对，当外部加上电压时，会使这些电子、空穴对移动，从而取出电流。光电二极管的基本结构也是P-N结。在P-N结屮，在N层当电子向导带跃迁时,失去电子的晶体的原子就要带正电，在P层则空穴移动的轨迹要带负电,因此电了和空穴受到这些电荷的排斥而远离强区，在结区附近出现一个不存在电了和空穴等载流子的称为耗尽层的
5、层,P和N层之间因为带电而产生电位差，其能级就不同,因而在中间形成倾斜状态。当光射入耗尽层而进一步产生电子、空穴对时，由于上述倾斜,电子和空穴将被吸收而分别*在N层和P层，从而形成光电电动势，如果加以反向偏压(正极在N层,负极在P层)，电位的倾斜将进一步增大，由光产生的载流了就能作为电流而有效地取出。2.光接收机的功率放大在光接收机屮，功率放大都采用集成一体化模块，依据信号的放大流程，前而一级放大通常都采用低噪声、推挽放大模块，后面一级都采用功率倍增模块。光接收机模块的选择有多种方式:可釆用硅放大模块、GaAs放大模块、进
6、口模块、国产模块等诸多配置，当光接收机在低电平输出时，放人模块的指标对光接收机的整机指标影响不大，如果光接收机实现高电平输出则放大模块的影响将是主耍因素。3.光接收机的增益调节光接收机的增益调节都是通过衰减器来实现，在实用化的产品屮有两种形式的衰减器，固定衰减器和町调衰减器。4.光接收机的均衡调节不像放大器非冇均衡调节不可，光接收机可以不加均衡器，光接收组件解调出来的电信号在整个工作频段内是平坦的，没有斜率，因而也无须调节均衡。均衡器是有线电视系统一个必不可少的常用器件，它是由电感、电容和电阻构成一个桥T型4端高通网络，通
7、过调整电抗元件可以改变幅频特性的倾斜度，即对低频信号衰减大、高频信号衰减依次减小，正好和电缆的衰减特性相反，在光接收机应用中主要冇两种，即固定均衡器、可调均衡器。⑴固定均衡器由电感、电容和电阻等无源器件组成。固定式均衡器通常是一个桥T型无源4端网络，它克服了可变均衡器桥T型衰减网络的不稳定性，得到广泛应用,其主要优点是电路简单、成本低廉、均衡量固定，靠换用不同均衡量的均衡器实现均衡调节。（2）可调均衡器是在固定均衡器的基础上，用可调衰减网络代替固定衰减网络，并增加阻抗匹配元件而成，可以实现连续均衡量的调整,使用非常方便，在
8、光接收机屮站I定均衡器、可调均衡器都有应用。二、常见故障分析及排除1•故障现象：输出电平太低原因分析：①入光功率太低②光纤连接头被沾污③+24V电压太低④输出电平测试端接触不良。①测试输入光功率，在保证指标的前提下提高光发射机输入电平;②断开电源,取下APC光纤连接头，用无绒棉球蘸无水酒精擦拭，清洁连接
