Ретранслятор цифрового оптического сигнала

,104695 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК В 9 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ДТОРО :ИДТЛзСТ/(5.4)(57) РЕТТИЧЕСКОГО СИ фотодетектор первого виде рой видеоуси через источн входом второ нижних часто РАНСЛЯТОР ЦИФРОВ ГНАЛА, содержащисоединенный с оусилителя, а та литель, выход ко ик излучения сое го фотодетектора т, усилитель пос ОГО ОПй первыйвходомкже вто"торогодинен сфильтртоянно ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ"Т 1)е Ве 11 Бузсеп) сесЬп," .1 оигпа 1,978, ч. 57, й б, р. 1837-1856го напряжения и генератор сигналов, . о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения схемы устройства при сохранении широкого динамического диапазона входного сигнала и при одновременном повышении энергетического потенциала, в него введены последовательно соединенные параметрический регенератор, полосовой фильтр и фазовый детектор, выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот, усили" тель постоянного напряжения и генератор сигналов подключен к управляющему входу параметрического регенератора и управляющему входу первого видеоусилителя, выход которого соеди" нен с входом параметрического регенератора и вторым входом фазового детектора, выход параметрического регенератора соединен с входом второго видеоусилителя, а выход второго фотодетектора подключен к входам регулировки первого и второго видеоусилителей и первого фотодетектора,ОЙ 6951 2 содержит иного элементов, к характерисигнала, содержащий первый фотодетектор, соединенный с входом первого видеоусилителя, а также второй видеоусилитель, выход которого через источник излучения соединен с входомвторого фотодетектора, Фильтр нижних частот, усилитель постоянного напряжения и генератор сигналов2).Недостатком ретранслятора является биполярных транзисторов, 10 микросхем (8 операционных усилителей и 2 тримера 1, 15 диодов и один трансформатор с сердечником. Сложность схемы и вы" сокие требования к ее элементам обусловлены высокими требованиями к параметрам обрабатываемого сигнала.Цель изобретения - упрощение схемы устройства при сохранении широкого динамицеского диапазона входного сигнала при одновременном повышении энергетического потенциала ретранслятора.Для достижения поставленной цели в известный ретранслятор цифрового оптического сигнала, содержащий фотодетектор, соединенный с входом первого видеоусилителя, а также второй видеоусилитель, выход которого через источник излучения соединен с входом второго фотодетектора, фильтр нижних частот, усилитель постоянного напряжения и генератор сигналов, введены последовательно соединенные параметрический регенератор, полосовой фильтр и Фазовый детектор, выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот усили 1Изобретение относится к радиотехнике и связи и может использоваться в цифровых оптических системах связи с биимпульсными сигналами.Известен ретранслятор, построенный по структурной схеме приемниквидеорегенератор " передатчик 1 ).Однако такой ретранслятор сложен,стикам которых предъявляются жесткие требования. В противном случае ухудшается вероятность ошибки работы видеорегенератора и снижается энергетический потенциал ретранслятора.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ретранслятор цифрового оптического сложность конструкции; содержаниебольшого количества функциональныхблоков. Принципиальная схема кромеинже:;ционного лазера, ЛФД и р-ифотодиода содержит один полевой и 57 тель постоянного напряжения и генератор сигналов подключен к управляющему входу параметрического регенератора и управляющему входу первоговидеоуси,пителя, выход которого соединен с входом параметрического регенератора и вторым входом фазового детек"тора, выход параметрического регенератора соединен с входом второго видеоусилителя, а выход второго Фотодетектора подключен к входам регулировки первого и второго видеоусилителей и первого фотодетектора,На чертеже представлена структурная схема предлагаемого ретранслятора цифрового оптического сигнала,Ретранслятор содержит первый фотодетектор 1, первый видеоусилитель 2,параметрический регенератор 3, Фазо-.вый детектор М, полосовой фильтр 5,генератор 6 сигналов, фильтр 7 нижних частот, усилитель 8 постоянногонапряжения, второй видеоусилитель 9,источник: 10 излучения, второй фотодетектор 11.Ретранслятор работает следующимобразом.Оптический сигнал поступает навход первого фотодетектора 1, преобразуется в электрический сигнал ипоступает на первый вход видеоусилителя 2,с выхода которого сигналпоступает на вход параметрическогорегенератора 3 и первый вход Фазового детектора 1, на второй вход которого поступает свободный от помехсигнал с выхода параметрического регенератора 3 через полосовой фильтр 5.На выходе фазового детектора Мобразуется сигнал ошибки, низкочастотная составляющая которого пропорциональна фазовым флуктуациямгенератора 6, Низкочастотная составляющая сигнала ошибки выделяетсяфильтром 7 нижних частот с характеристикой специальной формы, усиливается усилителем постоянного напряжения 8 и в соответствующей фазеподается на управляющий вход генератора 6.Полоса захвата цепи ФАП определяется коэффициентом передачи по цепи обратной связи и регулируется выбором коэффициента усиления усилителя 8 постоянного напряжения. Дляпредотвращения возбуждения паразитных колебаний используется фильтр 7нижних частот. С выхода параметрического регенератора 3 сигнал через 5 10 15 20 1 25 30 35 40 45 50 55видеоусилитель 9 поступает на оптический источник 10 излученйя( (светодиод или инжекционный лазер) и далее на выход ретранслятора. Частьоптического сигнала с выхода ретранслятора поступает на вход второгофотодетектора 11, преобразуется вэлектрический сигнал и поступает навторые входы фотодетектора 1 и видеоусилителей 2 и 9, замыкая тем самым 111три цепи отрицательной обратной связи, Это позволяет снизить требования к неравномерности частотных характеристик видеоусилителей 2 и 9и особенно стыка фотодетектора 1 ивидеоусилители 2, который, в случаеиспользования первого каскада с большим входным сопротивлением, вноситбольшие. частотные искажения и в известных ретрансляторах требует последующего выравнивания частотной ха"рактеристики. Кроме того, обратнаясвязь расширяет динамический диапазонретранслятора и позволяет компенсировать температурные флуктуации харак теристик инжекционного лазера и ЛФД,так как в сигнале обратной связи содержится постоянная составляющая, которая используется для АРУ,В предлагаемом ретрансляторе решающее устройство (параметрическийрегенератор) не требует на его входепостоянного уровня сигнала. Однакослишком большой входной сигнал будетперегружать выходные каскады ретранслятора, Поэтому использована АРУ,35сигнал которой выделяется из сигналаотрицательной обратной связи, поступающего на фотодетектор 1 и видеоусилителя 2 и 9,Возможность использования простойсхемы АРУ в предлагаемом ретрансляторе объясняется пониженными требованиями к АРУ, предназначенной не дляподдержания заданного уровня сигнала45на входе решающего устройства, какв прототипе, а только для защиты выходных каскадов ретранслятора от перегрузки.Снижение требований к АРУ позволяет уменьшить требуемый диапазон регу 50лировки лавинного усиления ЛФД в предлагаемом ретрансляторе по сравнениюс известным, что в свою очередь, позволяет уменьшить максимально необходимое усиление, выбрав его так, чтобы 555минимальному входному сигналу соответствовало оптимальное лавинное усиление, соответствующее максимальному З . 10 Ц 691 4отношению сигнал-шум на входе решающего .устройства. Поэтому такое умеиьшение диапазона регулировки лавинньго усиления позволяет увеличить энергетический потенциал предлагаемогоретранслятора по сравнению с известным на несколько децибелл.С выхода генератора 6 колебаниянакачки поступают на первый каскадвидеоусилителя 2, который являетсяусилителем - параметрическим регенератором, Такое включение препятствует накоплению шумов на входе параметрического регенератора 3. Исполь-зование такого включения особенноэффективно, когда в фотодетектореиспользуется ЛФД, максимальное устойчивое лавинное усиление которого недостаточно для достижения оптимальных значений соответствующих максимальному отношению сигнал-шум навходе параметрического регенератора3. Усилитель-регенератор предназначен для подавления шума ЛФД, в то .времякак параметрический регенератор 3 подавляет шум, главным образом, видеоусилителя 2, Вероятности ошибки параметрических регенераторов в этом случае складываются и энергетический потенциал пред"лагаемого ретранслятора может бытьдополнительно увеличен. При равен"стве вкладов фотодетектора 1 и видеоусилителя 2 в полный шум ретранслятора это увеличение составляет2,7 дБ. Полученное увеличение энергетического потенциала позволяетдополнительно уменьшить почти на103 количество усилительно-регенерационных пунктов в оптической ли 1нии связи при средних значениях энергетического потенциала около 30 дБ,Описанный способ регенерации.сигнала возможен только в предлагаемом ретрансляторе, так как параметрический регенератор может бытьиспользован как решающее устройствопри любом, как угодно малом уровнесигнала в отличие от известных ретрансляторов, в которых регенерациявозможна только при достаточно большом уровне сигнала, поскольку видео"генератор амплитудно-модулированного сигнала является принципиальнонелинейным устройством,Таким образом, в предлагаемом ретрансляторе вместо амплитудного ви"деорегенератора использован параметрический регенератор фазомодули104 б.51 Составитель В.СавинкинТехред И,Метелева Корректор Ю,Макаренко Редактор О.Сопко тввееетееве етвттееиеттееете ттетеетттиееитете е тетеЗаказ 754/57 Тираж 677 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5вв филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,рованного сигнаЛа, что позволяет производить регенерацию при любом уровне сигнала, это, в свою очередь, позволяет упростить схему решающего устройства и системы восстановления тактовых интервалов, снизитьтребования к АРУ и автоматической регулировке мощности (АРМ ) и тем самым выполнить их по более простым схемам, а также повысить энергетический потенциал ретранслятора биимпульсного цифрового оптического си гнала.Положительный эффект от использования предлагаемого ретранслятора по сравнению с известным заключается в упрощении схемы ретранслятора и его частей ( решающего устройства и системы восстановления тактовых ин"тервалов, видеоусилителей, системыАРУ и АРМ при сохранении широкогодинамического диапазона, за счетиспользования параметрического регенератора и отрицательной обратнойсвязи, совмещенной с АРУ и АРМ, ив увеличении энергетического потенциала на несколько децибелл, за счет 10 уменьшения диапазона изменений лавинного усиления ЛФД, обусловленного использованием параметрического регенератора и позволяющего усиливать минимальный входной сигнал с максимальным отношением сигналешум, а такжеза счет использования параметрической регенерации в первом .каскадепервого видеоусилителя.