Erbiummal adalékolt szálerősítőre vonatkozó különleges utasítások (EDFA optikai erősítő)
Vásároltál egyerbiummal adalékolt szálerősítő(EDFA optikai erősítő) 30 dB erősítéssel és +20 dBm telítési kimeneti teljesítménnyel.
Csatlakoztass egy 0dBm bemeneti lámpát, és olvass le egy +27dBm kimenetet. Kiszámíthatod, hogy 30-3=27, és az erősítés nem jelent problémát.
De mi van, ha -20dBm-et adsz be? A 30dB-es névleges erősítés azt jelenti, hogy a kimenetnek +10dBm-nek kellene lennie, de a tényleges mérési eredmény csak +7dBm – teljes 3dB-lel kevesebb. Ez nem minőségi probléma. A 30dB a kis jelerősítés, míg az ASE zaj és a zajtényező felemészti az erősítést. Valójában a mért erősítés gyakran a névleges erősítés alá esik, ami egyértelművé teszi, hogy ez a jelenség nem a berendezés minőségi problémája, hanem az erősítő működési mechanizmusa határozza meg.
Kis jelerősítés ≠ tényleges erősítés:
1. Magellentmondás: A specifikációs lapon feltüntetett erősítés (pl. 30dB) egy kis jelerősítés, amely az ideális mérési érték nagyon alacsony bemeneti jelteljesítmény (pl. -20~-30dBm) és névleges szivattyúteljesítmény esetén. Ez a gyakorlati alkalmazásokban nem egyezik meg a tényleges erősítéssel, amikor a bemeneti jelteljesítmény magas.
2. A nyereség csökkenésének fő oka:
2.1 Erősítés telítettsége: A bemeneti jel teljesítményének növekedésével az EDFAOptikai erősítőbelép a telítési tartományba, aminek következtében az erősítés csökken a maximális értékéhez képest.
2.2 Az ASE zaj elterelése: Az erősített spontán emissziós (ASE) zaj versenyez a jelzőfénnyel, és korlátozott pumpálási teljesítményt fogyaszt. Minél erősebb az ASE zaj, annál kisebb a jelzőfény erősítéséhez használt effektív erősítés. Ez az egyik alapvető oka annak, hogy a mért erősítés alacsonyabb a névleges értéknél.
2.3 Mennyiségi összefüggés: Minél nagyobb a bemeneti jel teljesítménye, annál nagyobb a tényleges erősítés kompressziója (G_actual) a kis jelerősítéshez (G_small) képest. A kompresszió mértéke főként a telítési kompresszióból (Δ G_sat) és az ASE zajfogyasztásából (Δ G_ASE) származó erősítésből származik. Például, amikor a bemeneti teljesítmény 0 dBm, gyakori, hogy a mért erősítés több mint 3 dB-lel alacsonyabb a névleges értéknél.
3. Mérnöki gyakorlati javaslatok:
3.1 Kapcsolat költségvetése: A kis jelerősítést nem szabad közvetlenül a számításhoz használni, hanem egy realisztikusabb kapcsolat költségvetési képletet kell alkalmazni:
P_out ≈ P_in+G_small-NF-3dB (biztonsági tartalék)
Közülük az NF a zajtényező (tipikus érték 4-6 dB).
3.2 Fordított kalibrálás: Ha a mért kimeneti teljesítmény nem egyezik meg a képletben szereplő költségvetéssel, a képlet felhasználható a tényleges rendszerzajtényező (NF) fordított kiszámítására, ezáltal pontosabb kapcsolattervezést és kalibrálást tesz lehetővé.
Következtetés: Értékelés és felhasználás soránEDFAOptikai erősítőknél a mérnököknek figyelniük kell a bemeneti jel teljesítményére, és meg kell érteniük az erősítés-tömörítés jellemzőit nagy jelviszonyok mellett. A kapcsolat tervezésekor a költségvetésnek a tényleges bemeneti teljesítményen és a zajtényezőt és a biztonsági tartalékot is magában foglaló mérnöki képleteken kell alapulnia, ahelyett, hogy egyszerűen a specifikációs lapon szereplő kis jelerősítés névleges értékére hagyatkozna. Miután megkapta az EDFA optikai erősítőt, először kérdezze meg, hogy mekkora a bemeneti teljesítmény, majd a kapcsolat költségvetési képletével számítsa ki a várható kimenetet. Ne használjon kis jelerősítést a teljes teljesítmény költségvetéséhez.
Közzététel ideje: 2026. április 27.