Журавльова О. В., Іванов А. В., Ісаєв Д. С., Курносов В. Д., Курносов К. В., Чернов Р. В. ФГУП «НДІ« Полюс »ім. М. Ф. Стельмаха Введенського вул. Д.З, Москва – 117342, Росія Тел.: +7 (095) 3330513; e-mail: dilas@mail.magelan.ru

Рис. 1. Ватт-амперні характеристики СД в діапазоні температур.

СД можна оптимізувати тривалості переднього і заднього фронтів.

Анотація – Представлені основні характеристики передавального і приймального оптичних модулів на основі закошенного торцевого світлодіода, призначені для передачі цифрової інформації в рівнях TTL в діапазоні робочих температур від мінус 40 ° С до +55 ° С.

I. Вступ

Основними елементами, що входять до складу во-локони-оптичних систем передачі та обробки інформації, є передавальні (ПОМ) та прийомні (ПРОМ) оптичні модулі. При цьому ПЗЗ виготовляється або на основі лазерного діода (ЛД), або на основі світлодіода (СД). У порівнянні з світлодіодом модуль на основі ЛД має велику вихідну потужність і більшу швидкодію. Однак застосування ЛД в оптичних системах вимагає використання оптичного ізолятора, т.к. обратноотраженний сигнал, потрапляючи в активну область ЛД, призводить до нестабільної роботи лазера і викликає зменшення відношення сигнал / шум. Від цього недоліку вільні модулі на основі СД. Крім того, напрацювання СД вище, ніж ЛД.

II. Основна частина

У даній роботі представлені результати розробки модулів на основі СД з закошенним смуг-ком з висновком випромінювання паралельно р-п переходу. Нахил смужка активної області СД становив -7 ° щодо перпендикуляра до сколеній грані. Така конструкція в порівнянні з іншими видами СД має найменшу ймовірність переходу в лазерний режим генерації.

При використанні модулів в системах зв’язку основними питаннями є діапазон робочих температур і швидкодія.

На рис.1 представлені ват-амперні характеристики СД в діапазоні температур від мінус 40 ° С до +80 ° С. З рис.1 видно, що при постійному струмі накачування потужність випромінювання СД сильно залежить від температури. Тому до складу ПЗЗ була введена електронна схема, яка автоматично змінювала ток накачування світлодіода при зміні температури навколишнього середовища. В якості датчика температури використовувався терморезистор ТР-2, що зменшило вартість ПОМ порівняно зі схемою стабілізації потужності випромінювання з застосуванням фотодіода зворотного зв’язку. Ватт-амперна характеристика ПОМ в діапазоні температур на виході багатомодового волокна представлена ​​на рис.2.

Тривалості переднього і заднього фронтів оптичних імпульсів випромінювання СД в залежності від амплітуди вхідного електричного сигналу представлені на ріс.За при нульовому зміщенні і на мал.36 при постійному зміщенні (5-7 мА). При цьому електричний імпульс від генератора Г5-78 подавався на СД через згоду опір 43 Ом. Тривалості переднього і заднього фронтів на виході ПОМ в діапазоні температур представлені на рис.2. Видно, що підбором режиму роботи

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

Нижче дані основні характеристики ПОМ і ПРОМ.

Передавальний оптичний модуль

Довжина хвилі випромінювання

1.3 мкм

Середня потужність імпульсу випромінювання

не більше мінус 14 дБм не менше мінус 19 дБм

Тривалість переднього і заднього фронтів імпульсів випромінювання за рівнем 0.1-0.9

не більше 4 не

Приймальний оптичний модуль

Порогова чутливість

не більше мінус 33 дБм

Максимальна Детектируемая імпульсна потужність випромінювання

Проте мінус 14 дБм

Тривалість прийнятих імпульсів

8-100 НЕ

Напруга живлення модулів (5 ± 0.05) В. Вхідний і вихідний сигнали в рівнях TTL (напруга логічного нуля не більше 0,5 В, логічної одиниці не менше 2.4 В). Діапазон робочих температур від мінус 40 ° С до +55 ° С. Оптичні з’єднувачі типу FC / PC, волокно багатомодове.

Розмір ПЗЗ – 20.5×15.5×5.5 мм, розмір ПРОМ – 22×19.5×5.5 мм. Гамма-процентна напрацювання модулів не менше 100.000 годин

III. Висновок

Розроблений комплект приймального і передавального модулів може знайти широке застосування в різних системах передачі і перетворення інформації, внутрішньоблокових монтажу, а також в системах спеціального призначення.

Рис. 2. Залежності потужності випромінювання, а також тривалості переднього тп. Ф. і заднього т3. Ф. фронтів в діапазоні 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. Залежності тривалості переднього тп. Ф. і заднього т3. Ф. фронтів оптичних імпульсів світлодіода від амплітуди вхідного сигналу а) при нульовому зміщенні і б) при постійному зсуві (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.

Анотація – Розглядаються можливості використання аналогового підмножини VHDL-AMS для цілей моделювання ланцюгів методом Гармонійного Балансу і пропонує розширення мови в частотній області для збільшення гнучкості моделювання та розширення модельованого класу ланцюгів.

1. Введення

Протягом останніх років було докладено значних зусиль в області розробки мов опису апаратних засобів. Дві мови опису апаратного забезпечення цифрових і аналогових ланцюгів отримали статус стандарту – VHDL-AMS і Ver-ilog-AMS. Це важливе досягнення, оскільки відкриває спосіб для стандартизації бібліотек елементів і відкриття ринку обміну моделями [3]. Однак обидві мови означена як мови описи моделей в тимчасовій області і не підтримують моделювання в частотній області, що потрібно для більшості радіочастотних та СВЧ завдань. Більш того, VHDL-AMS не містить чітко визначеного аналогового підмножини.

Ця стаття має на меті показати, що існує обмежена підмножина VHDL-AMS, якого достатньо для опису аналогових ланцюгів і запропонувати розширення VHDL-AMS для цілей моделювання в частотній області.

2. Метод гармонійного балансу

Рівняння безперервної (аналогової) ланцюга може бути сформульована таким чином:

Де v (t), u (t), y (t) i (v (t), q (v (t) і f (v, t) eRN, V (t) і u (t)

передбачаються T періодичними, y (t) – відгук лінійної підсхеми і i (v) і q (v) – єдині нелінійні члени.

Розглядаючи v і f для рівняння (1) як ряди Фур’є і роблячи необхідні перетворення, рівняння гармонійного балансу (ГБ) можуть бути записані таким чином:

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології»