接插件HFBR2416在光接收器中的应用
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1 HFBR2416的主要特点
光接收是现代光纤通信系统中的重要器件,它的主要功能是将远距离传输后的微弱光信号转换为电信号。HFBR2416属于Agilent公司生产的HFBR0400系列中的一种低价、高性能的光接插件,可广泛应用于光纤模拟通信和数字通信等领域。
目前光纤通信中普通使用PIN二极管进行光检测来将光信号转变为电流信号。但因电流信号很弱,仅有pA级,故很难将其有效地转换为伏级电压以供后继电路进行信号处理使用。以前通常采用价格昂贵的高性能运算放大器构成放大电路,但实验结果不很理想,且容易受到外界电磁干扰的影响。
本文介绍的HFBR2416是将PIN光检测器和前置放大器集成在一起的新型光接插器件。其主要特点如下:
●将PIN光检测器与前置放大器集成在一起,可直接输出较大的电压信号;
●只需少量外部元件便可构成高性能的光接收电路。典型带宽高达125MHz;
●可用于模拟和数字光通信系统,抗干扰性能好;
●与HFBR0400系列其它产品兼容,符合国际工业标准,适用性好;
●具有多种封装形式,体积小,重量轻;
●价格便宜。
2 结构原理与电气参数
2.1 管脚图
HFBR2416接插器件有4脚和8脚两种封装形式,图1所示为其8脚封装形式的引脚图,其中第1、4、5、8脚为悬空脚;2脚为模拟电压信号输出脚;3、7脚VEE为接地电压引脚;6脚Vcc用来连接工作电压。
2.2 内部结构示意图
图2 所示为HFBR2416接插件的内部结构原理图。由图中可知,光接收器HFBR2416可将光纤中传输的光信号转换为模拟电压信号。由于其 HFBR2416接收器的信号幅度远大于PIN光检测器的输出信号,所以,在抗电磁干扰能力方面较之于PIN光检测器有很大提高,如果电磁环境恶劣,还可以选择HFBR2416的金属封装形式。
2.3 电气特性
HFBR2416 通常与光发射机HFBR1414共同组成光通信系统,与之相接的光纤可以是50/125μm,62.5/125μm,100/140μm和200μm。 HFBR2416的主要参数如表1所列,相应的脉宽畸变与输入光功率的关系曲线如图3所示,图4所示为其波谱响应曲线。
表1 HFBR2416的主要特性参数
参 数 | 符 号 | 最小值 | 最大值 | 一般值 | 单 位 | 注 释 |
电源电压 | Vcc | -0.5 | 6.0 | V | ||
输出电压 | Vsig | -0.5 | Vcc | V | ||
输出阻抗 | Zo | 30 | Ω | f=50MHz | ||
响应度 | Rp | 5.3 | 9.6 | 7 | MV/μW | @820nm,50MHz |
上升/下降时间 | tr,tf | 6.3 | 3.3 | ns | PR=100μW peak | |
脉宽失真 | PWD | 2.5 | 0.4 | ns | PR=100μW peak | |
带宽 | BW | 125 | MHz |
3 应用电路
HFBR2416接插器件的输出为模拟电压信号,可应用于模拟光通信系统和数字光通信系统。图5为HFBR2416在数字光接收机中的应用电路设计。
该光接收电路在工作时,由HFBR2416将光纤传输的光信号转换成电压信号,电路自动增益控制限幅放大器和逻辑电平比较器的作用是将HFBR2416输出的电压信号转换成TTL或者ECL数字电平。另外,在HFBR2416的Vcc与电源间还需要连接一个10Ω的限流的电阻和0.1μF的旁路电容以去除电源噪声。如果需要,还可加入一个更复杂的滤波电路。通常把HFBR2416组成的光接收器和HFBR1414组成的光发射器配套使用,以构成完整的光通信收发系统。
4 小结
HFBR2416可广泛应用于集线器、网桥、路由器、转发器,以太局域网以及令牌局域网等光通信系统,可用来接收高速传输的数字信号。此外,它还可以用于高灵敏度的光纤传感器系统中。