Auf seiner grundlegendsten Ebene verwendet ein optisches Kommunikationssystem einen Sender, um eine Nachricht in ein optisches Signal zu kodieren; ein Kanal, um dieses Signal zu einem Ziel zu \u00fcbertragen; und einen Empf\u00e4nger, um das Signal wieder in seine urspr\u00fcngliche, lesbare Form umzuwandeln.<\/p>\n\n\n\n
Eine Schl\u00fcsselkomponente auf der Empf\u00e4ngerseite des Systems ist ein Ger\u00e4t, das Lichtenergie in ein elektrisches Signal umwandeln kann. Dieses Ger\u00e4t \u2013 bekannt als Fotodiode oder Fotodetektor \u2013 ist so konzipiert, dass es bei Vorhandensein von Licht den Stromdurchfluss erm\u00f6glicht und bei Abwesenheit von Licht den Stromdurchfluss verhindert. Um diesen Strom in ein nutzbares Signal umzuwandeln, wird eine \u00fcbliche elektrische Schaltungskonfiguration verwendet: ein Transimpedanzverst\u00e4rker oder TIA.\u00a0<\/p>\n\n\n\n
Die TIA-Konfiguration umfasst typischerweise einen Operationsverst\u00e4rker (Op-Amp), eines der am h\u00e4ufigsten verwendeten Ger\u00e4te im Elektronikdesign. Ein Operationsverst\u00e4rker kann einen enormen Gewinn erzielen: Er kann ein winziges Eingangssignal in ein stark vergr\u00f6\u00dfertes Ausgangssignal umwandeln. Da die Verst\u00e4rkung des Operationsverst\u00e4rkers so extrem ist, ist in die Konfiguration ein R\u00fcckkopplungswiderstand eingebaut. Diese Konfiguration, wie im Diagramm rechts dargestellt, wandelt ein Fotodioden-Stromsignal mit niedrigem Pegel effektiv in einen nutzbaren Spannungsausgang um \u2013 Stromeingang, Spannungausgang.<\/p>\n\n\n\n
Theoretisch ist das TIA auf den Punkt gebracht. In der Praxis gibt es jedoch Herausforderungen beim Aufbau von Stabilit\u00e4t im System. Ein Standardansatz besteht darin, \u00fcber dem R\u00fcckkopplungswiderstand einen R\u00fcckkopplungskondensator hinzuzuf\u00fcgen, um das Oszillationspotential zu beseitigen. Es handelt sich um eine wirksame Strategie, doch die enge Interaktivit\u00e4t zwischen Systemelementen bedeutet, dass \u00c4nderungen an einem Element erhebliche Auswirkungen auf alle anderen haben k\u00f6nnen. Dies f\u00fchrt dazu, dass Entscheidungen dar\u00fcber getroffen werden m\u00fcssen, welche Kompromisse bei der Schaltungsoptimierung akzeptabel sind \u2013 Beispiele hierf\u00fcr sind die gew\u00fcnschte Verst\u00e4rkung, die zu erreichende Bandbreite und die Menge an Rauschen, die toleriert werden kann.<\/p>\n\n\n\n
Da das typische Fotodiodensignal au\u00dferdem sehr klein ist, kann es im System mehrere Transimpedanzstufen geben, um das Gleichgewicht zwischen Rauschen und Bandbreite zu optimieren. Wenn die erste TIA-Stufe zu einer zu hohen Verst\u00e4rkung f\u00fchrt, ist die erreichbare Bandbreite begrenzt. Wenn die Verst\u00e4rkung zu niedrig ist, verschlechtert sich das Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis (SNR).<\/p>\n\n\n\n
Es ist erw\u00e4hnenswert, dass TIAs in einer Vielzahl von Anwendungen \u00fcber die optische Kommunikation hinaus eingesetzt werden. Einfach ausgedr\u00fcckt sind sie wesentliche Bausteine in jedem System, das Licht misst: CD-Player, Nachtsichtger\u00e4te, Infrarot-Fernbedienungen und vieles mehr. Durch ein besseres Verst\u00e4ndnis der TIA-Prinzipien und Erfahrung im Umgang mit TIA-Herausforderungen k\u00f6nnen Netzwerkdesigner Vielseitigkeit in ein breites Aufgabenspektrum bringen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
At its most basic level, an optical communication system uses a transmitter to encode a message into an optical signal; a channel, to carry that signal to a destination; and a receiver, to turn the signal back into its original, readable form. A key component at the receiving end of the system is a device […]<\/p>\n","protected":false},"author":33,"featured_media":3338,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"content-type":"","site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"default","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","ast-disable-related-posts":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[6,246],"tags":[],"class_list":["post-1485","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog","category-operational-technologies"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1485","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/33"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1485"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1485\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/3338"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1485"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1485"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.precisionot.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1485"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}