光接收機的噪聲特性

　　光接收機的噪聲有兩部分：一部分是外部電磁干擾產生的，這部分噪聲的危害可以通過屏蔽或濾波加以消除;另一部分是內部產生的，這部分噪聲是在信號檢測和放大過程中引入的隨機噪聲，只能通過器件的選擇與制造、電路的設計盡可能減小，一般不可能完全消除.下面要討論的噪聲是指內部產生的隨機噪聲，在信號接收過程中，引起信號劣化的兩個主要的原因是熱噪聲和散彈噪聲。

　　(1)熱噪聲熱噪聲是在特定溫度下由自由電子的隨機運動產生的。熱噪聲是不可避免的，任何電阻的電子都不是靜止的，它們由于熱能而連續運動，即使在沒有外加電壓時也是如此。由于電子的熱運動是隨機的，所以在任意瞬間，電荷的凈流動可能朝著某一個電極方向，也可能朝著另一個電極方向運動?雖然電阻中存在隨機變化的電流，但熱噪聲的均值為零。由于負載電流并不保持為固定值，當入射功率很小以致于信號電流和噪聲電流在幅度上可比時，信號被淹沒。即使是中等大小的光功率，信號電流也可能不夠大，無法獲得期望的接收清晰度。為了處理所有的期望信息，光接收機的帶寬必須至少與信息的帶寬相等。但是，為了最大程度地減少噪聲，又需要限制接收機的帶寬;低噪聲接收機的帶寬范圍通常稚：稍大于信息帶寬到兩倍信息帶寬之間。

　　在強度調制系統的光接收機中，把光信號變為電信號之后，還要經過一系列電的放大等電路系統：在這些電路中，電阻將引入熱噪聲，晶體管也將引入噪聲，尤其是前置放大器晶體管引入的噪聲更為嚴重。在一個多級放大器中，每一級放大器都可能引入附加的噪聲，在每一級放大器里噪聲和信號都將同樣地被放大：在這種情況下多級放大器的第一級就顯得尤為重要：只要第一級放大器的增益足夠高，后面各級放大器對噪聲的影響就比較小：

　　(2)散彈噪聲散彈噪聲產生的原因是真空電子管和半導體器件中電子發射的不均勻性引起信號電流的波動.散彈噪聲的物理性質可以由平行板二極管的熱陰極電子發射來說明。在給定的溫度下，二極管熱陰極每秒發射的電子平均數目是常數，不過電子發射的實際數目隨時是變化的和不能預測的：當電子從陰極逸出時，電流脈沖開始，直到該電子擊中到陽極并與空穴復合，脈沖結束：脈沖的持續時問等于電子的渡越時間，盡管所有脈沖都是相同的，但是所產生的時刻是隨機的。

　　將這些形狀相同但是隨機延遲的電流脈沖相加，不呵能得到一個恒定的電流，而是會得到一個高低不平的電流i這就是說，如果將時間軸分為許多等間隔的小區間，則每一小區間內電子發射數目不是常量而是隨機變量。由于電極之間存在著電場，電子在此電場的作用下加速，引起渡越時間內電流的增加。電子運動得越快，電流越大。因此，發射電子所形成的電流并不是同定不變的，而是在一個平均值上起伏變化。

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