Configurações de elevada linearidade para receptores ópticos analógicos de banda larga

Abstract

O trabalho apresentado teve como motivação a contribuição para o projecto de um receptor óptico destinado a um sistema de distribuição de televisão por cabo, e desenvolve-se na área da linearização de amplificadores baseados em dispositivos GaAs MESFET. São investigadas estrututuras simples, com um dispositivo, e estruturas cascata, com dois. Nos dois casos procura-se, não apenas descrever o comportamento não linear dos circuitos em função das condições de operação - impedâncias de carga e de fonte, polarização, etc. - mas sobretudo compreender o modo como as características dos dispositivos activos e as condições de operação se combinam para produzir um resultado observável: a distorção imposta aos sinais amplificados. Desta forma, toma-se possível, para as características de um dispositivo determinado, visualizar as condições de operação que permitem reduzir os níveis de distorção de 2" e de 3" ordem gerados pelo amplificador. No caso de configurações cascata, são investigados os mecanismos de interacção entre os dois andares, e encontradas condições de compensação da distorção de 2" ordem. Dado o enquadramento deste trabalho, as investigações que constituiram o seu seu corpo principal tiveram como expressão experimental a arquitectura e realização de um receptor óptico para uma rede de distribuição de televisão por cabo.

The work to be presented was motivated by a contribution to the design of an optical receiver for use in an all-optical cable television distribution network, and evolves over the field of linearization of amplifiers based on GaAs MESFET devices. The research covers simple, single active device topologies, and two device, cascaded topologies. In both cases, the goal is not only the description of the circuits non-linear behaviour as a function of the operating conditions - as source and load impedances, bias, etc. - but understanding how the active device characteristics and the operating conditions combine themselves to produce a measurable undesirable result: the output signal distortion. Hence, it becomes possible, for a particular device, to visualise the amplifier operating conditions that generate the lower 2nd and 3rd order distortion levels. In cascaded topologies, non-linear interaction mechanisms between both devices are investigated and conditions leading to 2nd order distortion compensation are revealed. Given the context in which this work evolved, its main investigation body resulted, as an experimental outcome, in the design, building and testing of an optical receiver for a cable television network.