Среди методов фотодетектирования различают прямое детектирование и детектирование с преобразованием, подразделяемое на гомодинное и гетеродинное.

При прямом детектировании оптический сигнал направляется на фотодетектор и на выходе ФПУ фиксируется электрический сигнал (рисунок 6.1).

Рисунок 6.1. Прямое детектирование оптического сигнала

Электрический сигнал образуется в виде изменяющегося электрического тока (фототока), который усиливается каскадом усилителя с малым собственным шумом.

При детектировании с преобразованием оптический сигнал направляется на фотодетектор вместе с сигналом опорного оптического генератора (ООГ), который должен быть согласован с генератором – передатчиком. На выходе ФПУ фиксируется электрический сигнал или сигнал радиочастоты, содержащий информационный сигнал (рисунок 6.2).

Рисунок 6.2. Детектирование с преобразованием

При гомодинном детектировании частота несущей оптического сигнала совпадает с частотой ООГ и на выходе ФПУ выделяется информационный электрический сигнал. При гетеродинном детектировании частота несущей отличается от частоты ООГ. Разность этих частот представляет радиочастотный сигнал, модулированный информационным сигналом.

Фотоприемные устройства универсальны в своем применении. Они могут быть использованы в волоконно-оптических системах и открытых атмосферных системах. ФПУ должны удовлетворять ряду требований:

• ФПУ должны обеспечить требуемое качество приема сигнала при изменении мощности сигнала в большом динамическом диапазоне (до 60 ¸ 70 дБ) и требуемой полосе частот;

• ФПУ должны работать длительное время в различных условиях (температурные перепады, изменения давления, влажности и т.д.);

• ФПУ должны обеспечить стыковку с мультиплексорами и оптическими линиями;

• ФПУ должны потреблять малую мощность от электропитающих устройств;

• ФПУ должны легко интегрироваться в схемы приемных модулей с одноволновой и многоволновой передачей.

Выполнение этих требований в полной мере не всегда возможно. При прохождении сигнала через ФПУ к нему добавляются шумы, возникают линейные и нелинейные искажения. Самый большой вклад вносят шумы фотоприемника и входного каскада предварительного усилителя. Поэтому в дальнейшем изложении основное внимание будет уделено преобразованию сигнала во входных цепях ФПУ и устройству усилителя.