浅谈光放大器的发展趋势论文_李彤,朱鹏程

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(陕西黄河集团有限公司 陕西西安 710043)

摘要:高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。

关键字:高频 放大

高频功率放大器是通信系统中发送装置的重要组件。按其工作频带的宽窄划分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器两种,窄带高频功率放大器通常以具有选频滤波作用的选频电路作为输出回路,故又称为调谐功率放大器或谐振功率放大器;宽带高频功率放大器的输出电路则是传输线变压器或其他宽带匹配电路,因此又称为非调谐功率放大器。高频功率放大器是一种能量转换器件,它将电源供给的直流能量转换成为高频交流输出在"低频电子线路"课程中已知,放大器可以按照电流导通角的不同,分为甲类(导通角=360度)、乙类(导通角=180度)、甲乙类(导通角=180度~360度)。

能把输入讯号的电压或功率放大的装置,由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。

将其分为甲、乙、丙三类工作状态。甲类放大器电流的流通角为360度,适用于小信号低功率放大。乙类放大器电流的流通角约等于180度;丙类放大器电流的流通角则小于180度。乙类和丙类都适用于大功率工作丙类工作状态的输出功率和效率是三种工作状态中最高者。高频功率放大器大多工作于丙类。但丙类放大器的电流波形失真太大,因而不能用于低频功率放大,只能用于采用调谐回路作为负载的谐振功率放大。由于调谐回路具有滤波能力,回路电流与电压仍然极近于正弦波形,失真很小。

画图的时候,放大或缩小图形的用具。也叫放大尺。

集成运算放大器的分类介绍

集成运算放大器主要类别

下面对不同特性的集成运算放大器进行介绍。

1.通用型集成运算放大器

通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中,可满足大多数情况下的使用要求。通用型集成运算放大器又分为Ⅰ型、型和型,其中Ⅰ型属低增益运算放大器,Ⅱ型属中增益运算放大器,Ⅲ型为高增益运算放大器。Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的产品,其输入失调电压在2mV左右,开环增益一般大于80dB。

2.高精度集成运算放大器

高精度集成运算放大器是指那些失调电压小,温度漂移非常小,以及增益、共模抑制比非常高的运算放大器。这类运算放大器的噪声也比较小。其中单片高精度集成运算放大器的失调电压可小到几微伏,温度漂移小到几十微伏每摄氏度。

3.高速型集成运算放大器高速型集成运算放大器的输出电压转换速率很大,有的可达2~3kV/μS。

4.高输入阻抗集成运算放大器

高输入阻抗集成运算放大器的输入阻抗十分大,输入电流非常小。这类运算放大器的输入级往往采用MOS管。

5.低功耗集成运算放大器

低功耗集成运算放大器工作时的电流非常小,电源电压也很低,整个运算放大器的功耗仅为几十微瓦。这类集成运算放大器多用于便携式电子产品中。

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6.宽频带集成运算放大器

宽频带集成运算放大器的频带很宽,其单位增益带宽可达千兆赫以上,往往用于宽频带放大电路中。

7.高压型集成运算放大器

一般集成运算放大器的供电电压在15V以下,而高压型集成运算放大器的供电电压可达数十伏。

8.功率型集成运算放大器

功率型集成运算放大器的输出级,可向负载提供比较大的功率输出。

光纤放大器介绍

光纤放大器不但可对光信号进行直接放大,同时还具有实时、高增益、宽带、在线、低噪声、低损耗的全光放大功能,是新一代光纤通信系统中必不可少的关键器件;由于这项技术不仅解决了衰减对光网络传输速率与距离的限制,更重要的是它开创了1550nm频段的波分复用,从而将使超高速、超大容量、超长距离的波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)、全光传输、光孤子传输等成为现实,是光纤通信发展史上的一个划时代的里程碑。在目前实用化的光纤放大器中主要有掺铒光纤放大器(EDFA)、半导体光放大器(SOA)和光纤拉曼放大器(FRA)等,其中掺铒光纤放大器以其优越的性能现已广泛应用于长距离、大容量、高速率的光纤通信系统、接入网、光纤CATV网、军用系统(雷达多路数据复接、数据传输、制导等)等领域,作为功率放大器、中继放大器和前置放大器。

光纤放大器一般都由增益介质、泵浦光和输入输出耦合结构组成。目前光纤放大器主要有掺铒光纤放大器、半导体光放大器和光纤拉曼放大器三种,根据其在光纤网络中的应用,光纤放大器主要有三种不同的用途:在发射机侧用作功率放大器以提高发射机的功率;在接收机之前作光预放大器以极大地提高光接收机的灵敏度;在光纤传输线路中作中继放大器以补偿光纤传输损耗,延长传输距离。

光放大器的开发成功及其产业化是光纤通信技术中的一个非常重要的成果,它大大的促进了光复用技术、光弧子通信以及全光网络的发展。顾名思义,光放大器就是放大光信号。在此之前,传送信号的放大都是要实现光电变换及电光变换,即O/E/O变换。有了光放大器后就可直接实现光信号放大。光放大器主要有三种:光纤放大器、拉曼放大器以及半导体光放大器。光纤放大器就是在光纤中掺杂稀土离子作为激光活性物质。每一种掺杂剂的增益和带宽是不一样的。掺饵光纤放大器的增益带较宽,覆盖S、C、L频带;掺铥光纤放大器的增益带是S波段;掺镨光纤放大器的增益带是在1310nm附近。而喇曼光放大器则是利用喇曼散射效应制作成的光放大器,即大功率的激光注入光纤后,会发生非线性效应,喇曼散射。在不断发生散射的过程中,把能量转交给信号光,从而使信号光得到放大。由此不难理解,喇曼放大是一个分布式的放大过程,即沿整个线路逐渐放大的。其工作带宽可以说是很宽的,几乎不受限制。这种光放大器已经开始商品化了,不过相当昂贵。半导体光放大器一般是指行波光放大器,工作原理与半导体激光器相类似。其工作带宽是很宽的。但增益幅度少小一些,制造难度较大。这种光放大器虽然已经使用了,但产量很小。

迄今为止的光纤通信系统,为了拓长通信距离都需在通信线路中设置一定数量的中继器,以便使衰减的光信号强度得到补充。而中继器无一例外都是采用光-电-光的转换方式。中继器的这种工作模式带来了不少问题,如是的成本高,系统复杂,可靠性降低等。于是,人们设想,是否光放大器直接进行光放大,一实现全光通信。经历多年的不懈努力,各种各样的光放大器终于问世了。在光通信的技术发展进程中,不断取得新的突破,其中尤以光放大器,特别是掺饵光纤放大器的发明最为激动人心。它使光通信技术产生了革命性的变化,用相对简单廉价的光放大器,代替长距离光纤通信系统中传统使用的复杂昂贵的光-电-光混合式中继器,从而可实现比特率及调制格式的透明传输,升级换代也变得十分容易,尤其是性能十分优秀的EDFA与WDM技术的珠联璧合,奠定了高速大容量WDM光通信系统与网络大规模应用的基础。

参考文献:

《光纤通信的新发展》 廖芳才 2013年

论文作者:李彤,朱鹏程

论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期

论文发表时间:2019/4/11

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