三、光发射端机
1、半导体发光器件
光纤传输系统传输的是光信号,因此,作为光纤传输系统的光源,便成为重要的器件之一。它的作用是产生作为光载波的光信号,作为信号传输的载体携带信号在光纤传输线中传送。由于系统的传输媒介是光纤,因此作为光源的发光器件,应满足以下要求:
(1)体积小,与光纤之间有较高的耦合效率;
(2)发射的光波波长应位于光纤的三个低损耗窗口,即0.85μm、1.31μm和1.55μm波段;
(3)可以进行光强度调制;
(4)可靠性高。一般要求它工作寿命长、工作稳定性好,并具有较高的功率稳定性、波长稳定性和光谱稳定性;
(5)发射的光功率足够高,以便可以传输较远的距离;
(6)温度稳定性好,即温度变化时,输出光功率以及波长变化应在允许的范围内。
能够满足以上要求的光源一般为半导体发光器件。最常用的半导体发光器件是发光二极管(LED)和激光二极管(LD)。前者可用于短距离、低容量或模拟系统,其成本低、可靠性高;后者适用于长距离、高速率的系统。在选用时应根据需要综合考虑来决定,因为它们都有自己的优缺点和特性。
2、光发射端机的组成
根据图1中的描述,光纤发射机是一个电光转换装置,它接收摄像机的视频输出,将其转换成光信号后,传送给光缆的输入端。因此,光发射机的作用是高效而准确地将电子视频信号转换成光学信号,并将它耦合到光纤中去。发射机电路通过发光二极管(LED)或激光二极管(LD)将调幅的CCTV信号转换成调幅或调频的光信号。这种光信号是CCTV信号的忠实翻版,在一般的安全防范应用中,往往选用装有LED的发射机; 当需要进行远距离的传输时,则需要使用内装LD的发射机。多数安全防范系统都使用LED式发射机。
由图2看出,光发送端机主要由发光器件、预校正电路、调制电路以及驱动电路组成。
图2所示为直接光强度调制光发射端机的电路原理框图。由于是模拟信号调制,所以光源用发光二极管LED。图中,全电视信号经输入电路(阻抗匹配的输入衰减级和缓冲级)后,将信号分成两路:一路进入预校正电路(即微分增益DG与微分相位DP校正电路),然后经调制、激励级去驱动LED,以实现直接光调制;另一路则送入箝位脉冲形成电路及箝位电路,以恢复视频信号中的直流电平。