SNR di un buon ricevitore ADP con fotodiodo da valanga in decibel calcolatrice

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Parametri della fibra ottica

✖Il fattore di moltiplicazione è una misura del guadagno interno fornito dal fotodiodo a valanga.ⓘ Fattore di moltiplicazione [M]			+10% -10%
✖La fotocorrente è la corrente elettrica prodotta dal fotorilevatore quando esposto alla luce.ⓘ Fotocorrente [I_p]			+10% -10%
✖La larghezza di banda post-rilevamento si riferisce alla larghezza di banda del segnale elettrico dopo che è stato rilevato e convertito da un segnale ottico.ⓘ Larghezza di banda post-rilevamento [B]			+10% -10%
✖La corrente oscura è la corrente elettrica che scorre attraverso un dispositivo fotosensibile, come un fotorilevatore, anche quando non vi è luce incidente o fotoni che colpiscono il dispositivo.ⓘ Corrente Oscura [I_d]			+10% -10%
✖La temperatura è il grado o l'intensità del calore presente in una sostanza o in un oggetto.ⓘ Temperatura [T]			+10% -10%
✖La resistenza di carico si riferisce alla resistenza collegata all'uscita di un componente o circuito elettronico.ⓘ Resistenza al carico [R_L]			+10% -10%

✖Il rapporto segnale/rumore è definito come il rapporto tra la potenza del segnale e la potenza del rumore, spesso espresso in decibel.ⓘ SNR di un buon ricevitore ADP con fotodiodo da valanga in decibel [SNR_av]

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Formula

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SNR di un buon ricevitore ADP con fotodiodo da valanga in decibel

Formula

`"SNR"_{"av"} = 10*log10(("M"^2*"I"_{"p"}^2)/(2*"[Charge-e]"*"B"*("I"_{"p"}+"I"_{"d"})*"M"^2.3+((4*"[BoltZ]"*"T"*"B"*1.26)/"R"_{"L"})))`

Esempio

`"103.4595"=10*log10((("2")^2*("70mA")^2)/(2*"[Charge-e]"*"8e6Hz"*("70mA"+"11nA")*("2")^2.3+((4*"[BoltZ]"*"85K"*"8e6Hz"*1.26)/"3.31kΩ")))`

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SNR di un buon ricevitore ADP con fotodiodo da valanga in decibel Soluzione

FASE 0: Riepilogo pre-calcolo

Formula utilizzata

Rapporto segnale-rumore = 10*log10((Fattore di moltiplicazione^2*Fotocorrente^2)/(2*[Charge-e]*Larghezza di banda post-rilevamento*(Fotocorrente+Corrente Oscura)*Fattore di moltiplicazione^2.3+((4*[BoltZ]*Temperatura*Larghezza di banda post-rilevamento*1.26)/Resistenza al carico)))
SNR_av = 10*log10((M^2*I_p^2)/(2*[Charge-e]*B*(I_p+I_d)*M^2.3+((4*[BoltZ]*T*B*1.26)/R_L)))
Questa formula utilizza 2 Costanti, 1 Funzioni, 7 Variabili

Costanti utilizzate

[Charge-e] - Carica dell'elettrone Valore preso come 1.60217662E-19
[BoltZ] - Costante di Boltzmann Valore preso come 1.38064852E-23

Funzioni utilizzate

log10 - Il logaritmo comune, noto anche come logaritmo in base 10 o logaritmo decimale, è una funzione matematica che è l'inverso della funzione esponenziale., log10(Number)

Variabili utilizzate

Rapporto segnale-rumore - Il rapporto segnale/rumore è definito come il rapporto tra la potenza del segnale e la potenza del rumore, spesso espresso in decibel.
Fattore di moltiplicazione - Il fattore di moltiplicazione è una misura del guadagno interno fornito dal fotodiodo a valanga.
Fotocorrente - (Misurato in Ampere) - La fotocorrente è la corrente elettrica prodotta dal fotorilevatore quando esposto alla luce.
Larghezza di banda post-rilevamento - (Misurato in Hertz) - La larghezza di banda post-rilevamento si riferisce alla larghezza di banda del segnale elettrico dopo che è stato rilevato e convertito da un segnale ottico.
Corrente Oscura - (Misurato in Ampere) - La corrente oscura è la corrente elettrica che scorre attraverso un dispositivo fotosensibile, come un fotorilevatore, anche quando non vi è luce incidente o fotoni che colpiscono il dispositivo.
Temperatura - (Misurato in Kelvin) - La temperatura è il grado o l'intensità del calore presente in una sostanza o in un oggetto.
Resistenza al carico - (Misurato in Ohm) - La resistenza di carico si riferisce alla resistenza collegata all'uscita di un componente o circuito elettronico.

PASSAGGIO 1: conversione degli ingressi in unità di base

Fattore di moltiplicazione: 2 --> Nessuna conversione richiesta
Fotocorrente: 70 Millampere --> 0.07 Ampere (Controlla la conversione qui)
Larghezza di banda post-rilevamento: 8000000 Hertz --> 8000000 Hertz Nessuna conversione richiesta
Corrente Oscura: 11 Nanoampere --> 1.1E-08 Ampere (Controlla la conversione qui)
Temperatura: 85 Kelvin --> 85 Kelvin Nessuna conversione richiesta
Resistenza al carico: 3.31 Kilohm --> 3310 Ohm (Controlla la conversione qui)

FASE 2: valutare la formula

Sostituzione dei valori di input nella formula

SNR_av = 10*log10((M^2*I_p^2)/(2*[Charge-e]*B*(I_p+I_d)*M^2.3+((4*[BoltZ]*T*B*1.26)/R_L))) --> 10*log10((2^2*0.07^2)/(2*[Charge-e]*8000000*(0.07+1.1E-08)*2^2.3+((4*[BoltZ]*85*8000000*1.26)/3310)))

Valutare ... ...

SNR_av = 103.459515749619

PASSAGGIO 3: conversione del risultato nell'unità di output

103.459515749619 --> Nessuna conversione richiesta

RISPOSTA FINALE

103.459515749619 ≈ 103.4595 <-- Rapporto segnale-rumore

(Calcolo completato in 00.004 secondi)

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Titoli di coda

Creato da Vaidehi Singh

Prabhat Ingegneria College (PEC), Uttar Pradesh

Vaidehi Singh ha creato questa calcolatrice e altre 25+ altre calcolatrici!

Verificato da Parminder Singh

Università di Chandigarh (CU), Punjab

Parminder Singh ha verificato questa calcolatrice e altre 500+ altre calcolatrici!

< 25 Rilevatori ottici Calcolatrici

SNR di un buon ricevitore ADP con fotodiodo da valanga in decibel

Partire Rapporto segnale-rumore = 10*log10((Fattore di moltiplicazione^2*Fotocorrente^2)/(2*[Charge-e]*Larghezza di banda post-rilevamento*(Fotocorrente+Corrente Oscura)*Fattore di moltiplicazione^2.3+((4*[BoltZ]*Temperatura*Larghezza di banda post-rilevamento*1.26)/Resistenza al carico)))

Fotocorrente dovuta alla luce incidente

Partire Fotocorrente = (Potere incidente*[Charge-e]*(1-Coefficiente di riflessione))/([hP]*Frequenza della luce incidente)*(1-exp(-Coefficiente di assorbimento*Larghezza della regione di assorbimento))

Probabilità di rilevare fotoni

Partire Probabilità di trovare un fotone = ((Varianza della funzione di distribuzione della probabilità^(Numero di fotoni incidenti))*exp(-Varianza della funzione di distribuzione della probabilità))/(Numero di fotoni incidenti!)

Fattore di rumore da valanga in eccesso

Partire Fattore di rumore da valanga in eccesso = Fattore di moltiplicazione*(1+((1-Coefficiente di ionizzazione da impatto)/Coefficiente di ionizzazione da impatto)*((Fattore di moltiplicazione-1)/Fattore di moltiplicazione)^2)

Guadagno ottico dei fototransistor

Partire Guadagno ottico del fototransistor = (([hP]*[c])/(Lunghezza d'onda della luce*[Charge-e]))*(Corrente di collettore del fototransistor/Potere incidente)

Corrente totale del fotodiodo

Partire Corrente di uscita = Corrente Oscura*(exp(([Charge-e]*Tensione del fotodiodo)/(2*[BoltZ]*Temperatura))-1)+Fotocorrente

Numero medio di fotoni rilevati

Partire Numero medio di fotoni rilevati = (Efficienza quantistica*Potenza ottica media ricevuta*Periodo di tempo)/(Frequenza della luce incidente*[hP])

Sfasamento a passaggio singolo attraverso l'amplificatore Fabry-Perot

Partire Sfasamento a passaggio singolo = (pi*(Frequenza della luce incidente-Frequenza di risonanza di Fabry-Perot))/Gamma spettrale libera dell'interferometro di Fabry-Pérot

Corrente di rumore quadratica media totale

Partire Corrente di rumore quadratica media totale = sqrt(Rumore totale dello scatto^2+Rumore della corrente oscura^2+Corrente di rumore termico^2)

Potenza ottica media ricevuta

Partire Potenza ottica media ricevuta = (20.7*[hP]*Frequenza della luce incidente)/(Periodo di tempo*Efficienza quantistica)

Potenza totale accettata dalla fibra

Partire Potenza totale accettata dalla fibra = Potere incidente*(1-(8*Spostamento assiale)/(3*pi*Raggio del nucleo))

Effetto della temperatura sulla corrente oscura

Partire Corrente oscura con temperatura elevata = Corrente Oscura*2^((Temperatura modificata-Temperatura precedente)/10)

Fotocorrente moltiplicata

Partire Fotocorrente moltiplicata = Guadagno ottico del fototransistor*Reattività del fotorilevatore*Potere incidente

Larghezza di banda massima del fotodiodo 3 dB

Partire Larghezza di banda massima 3 dB = Velocità del portatore/(2*pi*Larghezza dello strato di esaurimento)

Tasso di fotoni incidenti

Partire Tasso di fotoni incidenti = Potenza ottica incidente/([hP]*Frequenza dell'onda luminosa)

Larghezza di banda massima di 3 dB del fotorilevatore di metallo

Partire Larghezza di banda massima 3 dB = 1/(2*pi*Tempo di transito*Guadagno fotoconduttivo)

Punto di interruzione della lunghezza d'onda lunga

Partire Punto di interruzione della lunghezza d'onda = [hP]*[c]/Energia del gap di banda

Penalità sulla larghezza di banda

Partire Larghezza di banda post-rilevamento = 1/(2*pi*Resistenza al carico*Capacità)

Tempo di transito più lungo

Partire Tempo di transito = Larghezza dello strato di esaurimento/Velocità di deriva

Efficienza quantistica del fotorivelatore

Partire Efficienza quantistica = Numero di elettroni/Numero di fotoni incidenti

Velocità degli elettroni nel rivelatore

Partire Tasso di elettroni = Efficienza quantistica*Tasso di fotoni incidenti

Fattore di moltiplicazione

Partire Fattore di moltiplicazione = Corrente di uscita/Fotocorrente iniziale

Tempo di transito rispetto alla diffusione dei portatori di minoranza

Partire Tempo di diffusione = Distanza^2/(2*Coefficiente di diffusione)

Larghezza di banda di 3 dB dei fotorilevatori metallici

Partire Larghezza di banda massima 3 dB = 1/(2*pi*Tempo di transito)

Rilevabilità del fotorivelatore

Partire Detectività = 1/Potenza equivalente al rumore

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