三极管的工作状态与应用论文【1】
摘 要：半导体三极管是电子电路的重要元件，它在不同的外部条件下表现出不同的工作状态，从而具有多种不同的功能，因此得到了广泛的应用。
本文主要阐述了三极管的工作状态及其在不同状态下的应用。
关键词：三极管 工作状态 应用
半导体三极管是电子电路的重要元件，它在不同的外部条件下表现出不同的工作状态，从而具有多种不同的功能，因此得到了广泛的应用。
1 三极管的工作状态
三极管在电路中一般表现出三种工作状态：截止状态、放大状态和饱和状态。
截止状态
当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压时，基极电流为零，三极管处于截止状态。
实际上为了使三极管可靠地截止，常使UBE≤0，此时发射结和集电结均处于反向偏置状态，[1]集电极和发射极之间相当于开关的断开状态。
放大状态
当三极管的发射结正向偏置，且加在发射结的电压大于PN结的导通电压，集电结反向偏置时，三极管处于放大状态。
这时基极电流的微小变化，会引起集电极电流的较大变化，三极管具有电流放大作用。
饱和状态
当三极管的发射结正向偏置，且加在发射结的电压大于PN结的导通电压，集电结也正向偏置时，三极管处于饱和状态。
这时基极电流较大，集电极电流也较大，但集电极电流不再随着基极电流的变化而变化，三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，相当于开关的导通状态。
2 三极管不同状态下的应用
三极管放大状态下的应用
三极管处于放大状态时具有电流放大作用，利用这一特点，三极管常用在模拟放大电路中。
三极管对小信号实现放大作用时，基本放大电路有三种不同的连接方式：共发射极接法、共基极接法和共集电极接法。
在共发射极接法中，常用的放大电路有固定式偏置电路、分压式偏置电路和带有射极电阻的固定式偏置电路。
固定式偏置电路静态工作点不太稳定，受温度的影响，输出信号容易产生失真，故在实际中常采用分压式偏置电路以稳定静态工作点。
电路如图1所示。
共发射极接法放大电路因其电压放大倍数比较高，而得到广泛的应用，在多级放大电路中，多用作中间级。
在共集电极接法中，负载接在发射极，输出电压从发射极输出，因此，叫射极输出器。
因输出电压与输入电压同相，输出信号跟随输入信号的变化而变化，因此，射极输出器又称为射极跟随器或电压跟随器。
射极跟随器的电压放大倍数略小于1，没有电压放大作用，但有一定的电流放大作用和功率放大作用。
在多级放大电路中，射极输出器作为输入级可减轻信号源的负担，作为输出级可提高放大电路的带负载能力，作为中间级起阻抗变换作用，使前后级共发射极放大电路阻抗匹配，实现信号的最大功率传输。[2]
在共基极接法中，交流信号从发射极输入，从集电极输出。
该电路没有电流放大作用，但具有电压放大作用，而且其频率特性比较好，一般多用于高频或宽频带放大电路及恒流源电路。
三极管截止和饱和状态下的应用
三极管处于截止状态时相当于开关的断开状态，处于饱和状态时相当于开关的导通状态，利用这种开关特性，三极管常用在数字电路中。
在稳定状态下，三极管只能工作在饱和区或截止区，它的输出端要么处于高电位，要么处于低电位，即要么有信号输出，要么无信号输出。
实际应用时，由于三极管需要频繁地在断开和闭合状态之间进行切换，因此为了提高开关速度，常使三极管工作在浅饱和区状态。
三极管的开关特性常见的具体应用有：用于彩色电视机、通信设备的开关电源;用于驱动电路，驱动发光二极管、蜂鸣器、继电器等器件;用于彩色电视机行输出管;用于开关电路、高频振荡电路、模数转换电路、脉冲电路、低频功率放大电路、电流调整等;在冶金、机械、纺织等工业自动控制系统中，光电开关可作指示信号，指示加工工件是否存在或存在的位置。[3]
开关三极管因其寿命长、安全可靠、没有机械磨损、开关速度快、体积小等特点，得到越来越广泛的应用。
掌握了三极管的各种工作状态，了解了三极管的基本应用，在分析和设计更复杂电路时，就能灵活运用。
参考文献
[1] 袁明文，谢广坤.电子技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2013：11.
[2] 李仁华，冯�.电子技术[M].北京：北京理工大学出版社，2010：44.
[3] 于敏，李闽.三极管开关特性探讨[J].硅谷，2012(1)：24.
晶体三极管在不同工作状态下的应用【2】
【摘 要】本文提出了晶体三极管的在不同工作状态下的分类和特性，并指出如何根据晶体三极管的不同工作状态时的作用进行实际应用，从而增强学生对晶体三极管的工作状态的了解，提高学生分析和解决问题的能力。
【关键词】非线性器件;导通角;正向偏置;反向偏置
1.引言
晶体三极管是电子电路中非常重要的元器件，每一种电子电路几乎都离不开它。
它是一种非线性器件，在不同的外部条件下会呈现出不同的工作状态。
在实际应用时，可根据它的不同工作状态应用到不同的电子电路中，从而有效地发挥它的作用。
为了更好地在电路中发挥晶体三极管的作用就要掌握不同工作状态下它的分类和特性，这样不但有利于很好地应用晶体三极管，而且有利于学习和掌握电路的基本知识，这样在分析和设计电路时就会得心应手，避免出现错误。
2.晶体三极管在不同工作状态下的分类
晶体三极管是有源器件，它在电路中工作时，要在它发射结和集电结施加不同的偏置电压。
而根据它的基极和集电极偏置电压的不同，晶体三极管呈现不同的工作状态。
此时可把晶体三极管的工作状态划分成不同的区域。
即如果发射结正向偏置、集电结反向偏置，晶体三极管工作在放大区;如果发射结正向偏置、集电结正向偏置，晶体三极管工作在饱和区，如果发射结反向偏置或零偏、集电结反向偏置，晶体三极管工作在截止区。
晶体三极管工作在饱和区和放大区时都说明它是导通的，放大器在信号的一个周期内的导通情况可用导通角来衡量。
放大器的导通角用θ来表示，定义为晶体三极管一个信号周期内导通时间乘以角频率ω的一半。
根据放大器导通角的不同可晶体三极管放大器分为甲类、乙类、丙类、丁类等放大器。
3.各类放大器的特性和应用
甲类放大器
当晶体三极管放大器的静态工作点设置在放大区时，即发射结正向偏置、集电结反向偏置时，放大器工作在放大状态。
此时，在输入信号的整个周期内，晶体三极管都是导通的`，导通角θ为1800，此时晶体三极管放大器称为甲类放大器。
其工作波形如图a所示。
它的工作特性是：静态工作点电流比较大，非线性失真小、管耗大、效率低、输出功率小。
甲类放大器有电压放大的作用，可应用到电压放大和小功率放大电路中。
另外由于它的失真小，所以在宽带功率放大器中，晶体三极管也工作在甲类状态，但由于它的效率低、输出功率小，不能满足功率放大器对输出功率的要求，所以常采用功率合成技术，实现多个功率放大器的联合工作，获得大功率的输出。
乙类放大器
当晶体三极管放大器的静态工作点设置在截止区时，如果信号为正时三极管导通，信号为负时三极管截止。
即三极管在信号的半个周期导通，导通角θ为900，此时放大器为乙类放大器，它放大的信号缺少半个周期，是失真的。
但是在乙类互补推挽放大电路中，用两个互补的三极管轮流推挽导通就可以弥补这种失真的不足，从而输出完整的信号波形，电路如图b所示。
乙类放大器由于管耗小，效率大大提高。
甲乙类放大器
在实际功率放大电路中，由于晶体三级管发射结存在导通压降，所以在乙类互补功率放大器中，由于V1、V2管没有基极偏流，静态时两个管的发射结偏置电压为零。
当输入信号小于晶体管的死区电压时，管子仍处于截止状态。
因此，在输入信号的一个周期内，两个晶体三极管轮流导通时形成的基极电流波形在过零点附近一个区域内出现失真。
即在两管输出波形的交接处存在失真，这种失真称为“交越”失真。
这时需要在两个晶体三极管的基极加上等于发射结导通压降的电压，使两个晶体三极管均处在微导通状态，两管轮流导通时，交替得比较平滑，这样就消除了交越失真。
电路如图c所示。
丙类放大器
当导通角θ小于900时，晶体三极管放大器称为丙类放大器。
丙类放大器又因工作状态的不同可分为欠压、临界和饱和三种工作状态。
当放大器工作在放大区和截止区时为欠压状态，如果晶体三极管工作刚好不进入饱和区时，则称为临界工作状态。
晶体三极管工作进入饱和区时为过压状态。
三种状态时集电极输出的波形分别为尖顶余弦脉冲、略微平缓的余弦脉冲和顶端凹陷的余弦脉冲。
由于这几种余弦脉冲都可以分解出基波分量和各次谐波分量，又由于谐振回路具有滤波作用，晶体三极管放大器的输出电压仍为没有失真的余弦波形。
所以丙类放大器可和谐振回路共同构成丙类谐振功率放大器或丙类倍频器。
丙类放大器工作在欠压状态时，放大器输出功率小，管耗大，效率低。
工作在过压状态时，放大器输出功率较大，管耗小，效率高。
工作在临界状态时，放大器输出功率大，管耗小，效率高。
丁类放大器
丙类放大器可以通过减小电流导通角θ来提高放大器的效率，但是为了让输出功率符合要求又不使输入激励电压太大，导通θ就不能太小，因而放大器效率的提高就受到了限制。
丁类放大器的导通角也是900，但是丁类放大器工作在饱和或截止状态。
由于三极管工作在饱和状态时集电极电流ic最大，但集电极和发射极之间的电压uce最小。
三极管工作在截止状态时集电极电流ic最小，但集电极和发射极之间的电压uce最大。
所以丁类放大器在工作时，ic和uce的乘积最小，理想情况下它们的乘积可接近于零。
在积分区间不变时，即导通角θ不变时，ic和uce的乘积越小，晶体管集电极的耗散功率起小，晶体管放大器集电极的效率就越高，输出功率就越大。
因此，在这两种状态时集电极损耗很小，三极管的效率高，即丁类放大器的效率比丙类放大器要高。
振荡电路中的放大器
晶体三极管放大器在具体电路中应用时，可以不单单间工作在一种工作状态。
有时会根据电路的要求，在设计时，当电路中的输入信号发生变化时，放大器的工作状态也发生变化，从而满足电路的实际要示。
比如在振荡电路中，起振时，电路工作于小信号状态，即三极管工作在甲类状态，因此可将振荡电路作为线性电路来处理，用小信号等效电路求出振荡环路的传输系数。
随着振荡幅度的增大，输入信号的幅度也越来越大，放大器的工作由线性状态进入非线性状态，再加上电路中偏置电路的自给偏压效应，使得晶体管的基极偏置电压随着输入信号的增大而减小，这样使三极管的工作状态进入乙类或丙类非线性工作状态，相应的放大倍数随之减小，直到振荡进入平衡状态。
在振荡电路的起振到平衡的过程中，电路由小信号工作到大信号工作，放大器的工作状态也由甲类、乙类过渡到丙类，从而满足了振荡电路对放大器的要求。
这正是放大器各种工作状态的很好的应用。
4.结束语
总之随着放大器的进一步研究和应用，其分类也越来越多，应用也越来越广泛。
现在又出现了效率比丁类放大器还高的戊类放大器。
在实际电路中，要根据电路对放大器的要求来选用放大器的不同状态。
比如电压放大时要求电压放大倍数要高，就要选用电压放大器。
功率放大时就要选择功率放大倍数高的功率放大器。
在输入信号频率不同时，还要考虑电路中的参数与信号频率的关系。
只有掌握了放大器的各类状态，才能很好地把知识应用到实际电路中。
参考文献：
[1]胡宴如.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社，2004：95-97.
[2]胡宴如.高频电子线路[M].高等教育出版社，2004：35-37，65-66.
放大电路输出信号电压的幅度受到饱和区和截止区的限制。在给定电路参数的条件下，输出电压不产生明显失真时的幅值称为最大输出幅度，常用峰值或峰～峰值来表示。受饱和区的限制，输出电压的最大幅度只能达到（UCEQ -UCES），受截止区的限制，最大输出电压幅度只能达到IC。因此，实际能达到的输出电压的最大幅度只能为（UCEQ - UCES）与IC 中较小值的二倍（峰-峰值）。静态工作点的设置对最大输出幅度有很大的影响。，要想获得较大的输出幅度，应把Q点设置在交流负载线的中点附近。 晶体管工作在非线性区所引起的失真称为非线性失真。产生非线性失真的原因来自两个方面：一是晶体管特性的非线性；二是Q点设置不合适或输入信号过大。表明因Q点选择的过高或过低而导致在输入信号部分时间内，晶体管进入饱和区或截止区而产生的失真，分别称为饱和失真和截止失真。为了避免瞬时工作点进入截止区而引起截止失真，则应使：IC≥ICm +ICEO GS0218为了避免瞬时工作点进入饱和区而引起饱和失真，则应使：UCE≥Uom+ UCES GS021 无线通信业务的多媒体化是其未来发展的方向之一，而多媒体业务要求有高速的数据传输来支撑，因此宽带传输是无线通信发展的必然趋势。正交频分复用OFDM(0rthogonM Frequency Division Multiplexing)技术可以有效地对抗信号波形间干扰，具有优异的抗噪声性能和抗多径衰落的能力，频谱利用率高，适合于存在多径传播和多普勒频移的无线移动信道中高速传输数据。OFDM技术凭借其固有的对抗时延扩展的能力和较高的频谱利用率迅速成为研究的焦点．成为下一代无线通信的核心技术。众所周知，OFDM信号具有很高的峰均功率比，对高功率放大器HPA(High Power Amplifier)的线性度要求很高，否则就会产生非线性失真，造成频谱扩展以及带内信号畸变，使系统的性能恶化，因此必须对系统的非线性失真进行抑制。本文提出了一种将部分传输序列PTS(Partial Transmlt Sequences)与递归最小二乘法RLS(Recursive Least Squares)相结合的失真补偿技术，可以有效地减小高功率放大器的非线性失真。 2．1 部分传输序列部分传输序列（PTS）先将每个OFDM符号分为V个子块，给每个子块乘上一个相位因子，再对X′(k)进行IFFT运算，得到x′(n)。相位因子bi的选取应使x′(n)的峰均功率比最低。2．2 自适应补偿因此，幅度预失真通过对HPA的AM/AM特性曲线求逆实现，相位预失真则通过从原始信号的相位中减去HPA的AM/PM响应实现。 考虑子载波数N=256的OFDM系统，子载波采用16QAM调制，PTS分块数V=4，相邻分割方式，采用4倍过采样产生OFDM时域信号，δ=0．004，λ=l，ωA(O)=0，ωP(0)=0。在通信系统中，预失真性能通常与多径衰落无关，因此假设信道为理想的加性高斯白噪声信道，不存在符号间干扰，收发端时钟精确同步。其中，Pmax表示放大器的最大输出功率，Po表示放大器输出信号的平均功率。图2给出了不同的输出功率回退条件下，无预失真和有预失真时接收端的信号星座图。从中可以看出，预失真可以有效地补偿功率放大器引起的非线性失真(图2(a)、(b))。同时也可看到，随着输出功率回退的减小，高功率放大器进入了限幅区，这时，即使预失真也无法完全消除功率放大器引入的非线性失真(图2(c)、(d))。在OBO=4．5dB时，有，无预失真系统的误比特率曲线如图3所示。要使高功率放大器最有效地工作，需要在放大器最大输出功率与OFDM信号最小非线性失真之间进行折中，为此，定义系统的总退化TD(TotalDegTadation)为：其中，Eb/No（HPA）表示在特定的误码率条件下，使用非线性功率放大器时所需的摄低Eb/No；Eb/No(AWGN)表示在相同的误码率条件下，不使用菲线性功率放大器对所需的最低Eb/No。系统总退化随输出功率回退的改变而改变，存在一个最小值，对应的OBO值称为最优功率回退，其值通常用来评估失真补偿算法性能的好坏。
用于精确的光频传输,例如用于光学时钟的远距离比较 双向放大器对于在长距离光纤链路上传输超稳定的光频必不可少,它们可以补偿光损耗,大约每100千米20 dB。由德国联邦物理技术研究院(PTB)开发的布里渊光纤放大器支持这种双向操作,增益高达45 dB,并已成功安装在布伦瑞克和巴黎之间的国际光纤链路中。
线性结构是最简单最常用的一种数据结构,线性结构的特点是结构中的元素之间满足线性关系,按这个关系可以把所有元素排成一个线性序列.线性表,串,栈和队列都属于线性结构.而非线性结构是指在该类结构中至少存在一个数据元素,它具有两个或者两个以上的前驱或后继.如树和二叉树等.
数据结构=逻辑结构+存储结构逻辑结构分为四种：数据元素间没有任何关系——集合数据元素间有线性关系——线性结构所谓线性关系：除第一个元素外，其他元素有且只有一个前驱；除最后一个元素外，其他元素有且只有一个后继！数据元素间有层状关系——树结构数据元素间有网状关系——图结构
线性结构和非线性结构同属于数据结构中的逻辑结构类型线性结构是指该结构中的节点之间存在一对一的关系。其特点是开始节点和终端节点都是唯一的，除了开始节点和终端节点外，其余节点都有且仅有一个直接前驱，有且仅有一个直接后继。此类型的存储结构有：顺序表（数组）、链表、堆栈结构、队列结构等非线性结构又包括集合、树形结构、图形结构或网状结构，特点是数据元素之间存在一个对多个或多个对多个的关系，其中集合是一种关系极为松散的结构。
一、两者的特性不同：
1、线性结构的特性：集合中必存在唯一的一个“第一个元素”；集合中必存在唯一的一个“最后的元素”；除最后元素之外，其它数据元素均有唯一的“后继”；除第一元素之外，其它数据元素均有唯一的“前驱”。
2、非线性结构的特性：通过非线性结构，可能实现页面任意跳转。
二、两者的概述不同：
1、线性结构的概述：线性结构是一个有序数据元素的集合。常用的线性结构有线性表，栈，队列，双队列，串。关于广义表、数组，是一种非线性的数据结构。
2、非线性结构的概述：非线性结构，数学用语，其逻辑特征是一个结点元素可能有多个直接前驱和多个直接后继。
三、两者的要求不同：
1、线性结构的要求：数据结构课程中数据的逻辑结构分为线性结构和非线性结构。对于数据结构课程而言，简单地说，线性结构是n个数据元素的有序（次序）集合。
2、非线性结构的要求：有一个以上根结点的数据结构一定是非线性结构。在超文本文件中，可以用一些单词，短语或图像作为连接点。这些连接点通常同其他颜色显示或加下划线来区分，这些形式的文件就成为超文本文件。
参考资料来源：百度百科-线性结构
参考资料来源：百度百科-非线性结构
电阻在通过其电流的情况下，阻值保持不变。二极管的正向电流随正向电压增加而巨增，反向几乎为零，但电压到某一值时，也将增加。通过小灯泡的电流越大，温度越高，其阻值越大。
这两种元件的电阻都可以用伏安法测量。但是，由于测量时电表被引入测量电路，电表内阻必然会影响测量结果，因而应考虑对测量结果进行必要的修正，以减小系统误差。
扩展资料：
非线性电阻在某一工作点处电压增量△u与电流增量△I之比的极限，称为该工作点处的动态电阻，某工作点的动态电阻实际上就是特性曲线上该工作点的斜率。动态电阻的大小与工作点的位置有关。例如，图中工作点Q’处的动态电阻R’d为正，工作点Q”处的动态电阻R”d为负。
参考资料来源：百度百科-非线性电阻
简单的说：如果电阻元件两端的电流、电压关系为曲线，则这类电阻元件称为非线性电阻元件（如.热敏电阻、二极管等），这种元件的特点是电阻随加在它两端的电压改变而改变。一般均用伏安特性曲线来反映非线性电阻元件的特性。详细的说：若电阻元件的伏安特性为非线性的，则称为非线性电阻元件。含有非线性电阻元件的电路称为非线性电阻电路。非线性电阻的伏安特性一般用函数式表示，即u=g(i)(1-1)i=f(u)(1-2)其中g,f分别为i和u的非线性函数。对于式（1-1）而言，电阻两端的电压u是其中电流i的单值函数。这种电阻称为电流控制型电阻，简称流控电阻。充气二极管即具有这样的伏安特性。但要注意，对于同一的电压u值，电流i可能是多值的。例如当u=u0时，电流i就有三个不同的值i1,i2,i3。对于式（1-2）而言，电阻中的电流i是其两端电压u的单值函数。这种电阻称为电压控制型电阻，简称压控电阻。隧道二极管即具有这样的伏安特性。但要注意，对于同一的电流i值，电压u可能是多值的。例如i=i0时，电压u就有三个不同的值u1,u2,u3。另有一类非线性电阻，它既是流控的又是压控的，其典型伏安特性。此类非线性电阻的伏安特性既可用u=g(i)描述,也可用i=f(u)=g(u)描述，其中f为g的逆。曲线的斜率di/du对所有的u值都是正值，即为单调增长型的。白炽灯泡的伏安特性对坐标原点对称，具有双向性；半导体P-N结二极管的伏安特性对坐标原点不对称，具有单方向性，这种性质可用来整流和检波。还有一类非线性电阻，它既不是流控的，也不是压控的。理想半导体二极管的伏安特性即属此类，其数学描述为i=0u<0u=0i>0(1-3)由式（1-3）可见，由于在u<0时i=0，故此时理想半导体二极管相当于开路；在i>0时u=0，故此时理想半导体二极管相当于短路。
非线性电阻特性研究 实验内容 1．针对各种非线性电阻元件的特性，选择一定的实验方法，设计合适的检测电路，选择配套的实验器材，测绘出它们各自的伏安特性曲线。 2．学习从实验曲线获取有关信息的方法。 3．根据实验现象和结果，比较各种非线性电阻的特性，并从理论上进行分析讨论。 教学要求 1．任选两种以上的非线性元件，分别测出它们的伏安特性曲线、动态阻值，研究它们随电流等状态、环境参量变化的关系，得出拟合曲线方程。 2．在粗测的基础上，根据电阻特性，选择适当的实验检测电路，确定测量仪表的量程、等级，尽量减小测量不确定度。对同一元件选用两种不同的仪器和方法进行测量，比较分析它们对元件特性测量的影响。 实验器材 各种非线性元件（照明电珠，整流二极管，稳压二极管，发光二极管，光敏二极管，热敏电阻，硅光电池，低压氖泡等），电流表，电压表，稳压电源，变阻器，标准电阻，示波器，晶体管特性仪等（供选用） 实验提示 若电阻元件的伏安特性曲线呈直线，称为线性电阻；若呈曲线，称为非线性电阻。非线性伏安特性所反映出来的规律总是与一定的物理过程相联系的。利用非线性元件的特性可以研制各种新型的传感器、换能器，在温度、压力、光强等物理量的检测和自动控制方面都有广泛的应用。对非线性电阻特性及规律的研究，有助于加深对有关物理过程、物理规律及其应用的理解和认识。 1． 动态电阻 非线性电阻元件伏安特性曲线上某点切线的斜率，称为此电阻元件在该点（工作状态下）的动态电阻。记作 显然，线性电阻的动态电阻是常数，其值与按欧姆定律定义的直流电阻相等。而非线性电阻的动态电阻与直流电阻是不同的，非线性电阻的动态电阻是变量，是状态的函数，非线性电阻元件的动态电阻与功率的关系是它的一个重要性质。 2．若导体的温度保持不变，伏安特性曲线是一条直线。但是，当有电流流过导体时会被加热，进而温度升高，电阻增大，伏安特性曲线变成一条曲线。 3．非线性电阻元件的伏安特性及其反映的规律，总是与一定的物理过程相联系的。所以，研究非线性电阻元件的特性和规律，有助于对有关物理过程的认识和理解。 报告要求 1． 写明准备进行哪些项目的实验研究。 2． 写明所选用的实验方法、测量电路、仪器规格和具体实验程序。 3．对实验过程进行总结分析。 实验十五非线性元件伏安特性的测量 非线性元件伏安特性的研究 金属氧化物非线性电阻片伏安特性测试的研究 ,实验1%20线性与非线性元件%20%20伏安特性的测定 ,幻灯片%202
通过一个元件的电流随外加电压的变化关系曲线，称为伏安特性曲线。从伏安特性曲线所遵循的规律，可以得知该元件的导电特性，以便确定它在电路中的作用。
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光纤通信光源技术论文篇二 我国光纤通信技术综述 光纤通信的发展依赖于光纤通信技术的进步。近年来,光纤通信技术得到了长足的发展,新技术不断涌现,这大幅提高了通信能力,并使光纤通信的应用范围不断扩大。 1. 我国光纤光缆发展的现状 普通光纤 普通单模光纤是最常用的一种光纤。随着光通信系统的发展,光中继距离和单一波长信道容量增大,光纤的性能还有可能进一步优化,表现在1550rim区的低衰减系数没有得到充分的利用和光纤的最低衰减系数和零色散点不在同一区域。符合规定的截止波长位移单模光纤和符合规定的色散位移单模光纤实现了这样的改进。 核心网光缆 我国已在干线(包括国家干线、省内干线和区内干线)上全面采用光缆,其中多模光纤已被淘汰,全部采用单模光纤,包括光纤和光纤。光纤虽然在我国曾经采用过,但今后不会再发展。光纤因其不能很大幅度地增加光纤系统容量,它在我国的陆地光缆中没有使用过。干线光缆中采用分立的光纤,不采用光纤带。干线光缆主要用于室外,在这些光缆中,曾经使用过的紧套层绞式和骨架式结构,目前已停止使用。 接入网光缆 接入网中的光缆距离短,分支多,分插频繁,为了增加网的容量,通常是增加光纤芯数。特别是在市内管道中,由于管道内径有限,在增加光纤芯数的同时增加光缆的光纤集装密度、减小光缆直径和重量,是很重要的。接入网使用普通单模光纤和低水峰单模光纤。低水峰单模光纤适合于密集波分复用,目前在我国已有少量的使用。 室内光缆 室内光缆往往需要同时用于话音、数据和视频信号的传输。并目还可能用于遥测与传感器。国际电工委员会(IEC)在光缆分类中所指的室内光缆,笔者认为至少应包括局内光缆和综合布线用光缆两大部分。局用光缆布放在中心局或其他电信机房内,布放紧密有序和位置相对固定。综合布线光缆布放在用户端的室内,主要由用户使用,因此对其易损性应比局用光缆有更严格的考虑。 电力线路中的通信光缆 光纤是介电质,光缆也可作成全介质,完全无金属。这样的全介质光缆将是电力系统最理想的通信线路。用于电力线杆路敷设的全介质光缆有两种结构:即全介质自承式(ADSS)结构和用于架空地线上的缠绕式结构。ADSS光缆因其可以单独布放,适应范围广,在当前我国电力输电系统改造中得到了广泛的应用。国内已能生产多种ADSS光缆满足市场需要。但在产品结构和性能方面,例如大志数光缆结构、光缆蠕变和耐电弧性能等方面,还有待进一步完善。ADSS光缆在国内的近期需求量较大,是目前的一种热门产品。 2. 光纤通信技术的发展趋势 对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。 超大容量、超长距离传输技术波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量,在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛,目前的WDM系统已经大量商用,同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用(OTDM)技术,与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同,OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量,其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。 仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限,可以把多个OTDM信号进行波分复用,从而大幅提高传输容量。偏振复用(PDM)技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零(RZ)编码信号在超高速通信系统中占空较小,降低了对色散管理分布的要求,且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散(PMD)的适应能力较强,因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。 光孤子通信 光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲,由于它在光纤的反常色散区,群速度色散和非线性效应相互平衡,因而经过光纤长距离传输后,波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信,在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。 光孤子技术未来的前景是:在传输速度方面采用超长距离的高速通信,时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE,光学滤波使传输距离提高到100000km以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题,但目前已取得的突破性进展使人们相信,光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中,尤其在海底光通信系统中,有着光明的发展前景。 全光网络 未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段,也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍采用电器件,限制了目前通信网干线总容量的进一步提高,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。 全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。 目前,全光网络的发展仍处于初期阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。 结语 光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。虽然经历了全球光通信的"冬天"但今后光通信市场仍然将呈现上升趋势。从现代通信的发展趋势来看,光纤通信也将成为未来通信发展的主流。人们期望的真正的全光网络的时代也会在不远的将来如愿到来。 看了“光纤通信光源技术论文”的人还看： 1. 光通信技术论文 2. 光纤技术论文 3. 光纤传感技术论文 4. 光通信技术论文(2) 5. 电力系统光纤通信技术论文
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分集接收机[CHB04-007-086] 码多分址通信系统[CHB04-007-087] 扩展频谱接收设备[CHB04-007-088] 通信网内传输压缩语音信息的方法和系统[CHB04-007-089] 无线电信设备[CHB04-007-090] 自检测收发信机[CHB04-007-091] 用于无源辐射测量成象系统的直接检测接收机[CHB04-007-092] 长波信号及中波信号接收电路[CHB04-007-093] 射频功率分配器/组合器电路[CHB04-007-094] 具有显示屏的便携式无线电装置[CHB04-007-095] 在直接方式信道上截接移动站[CHB04-007-096] 多路接入电信网络[CHB04-007-097] 具有任选板接口和与其一起使用的任选板的无线电设备[CHB04-007-098] 一种扩频地址编码技术[CHB04-007-099] 小型无线电接收机[CHB04-007-100] 周期包数据传输系统中的接收机[CHB04-007-101] 移动通信系统中的定向分集信道分配[CHB04-007-102] 提高接收机抗扰度的方法和装置[CHB04-007-103] 数字补偿的直接转换接收器[CHB04-007-104] 便携式终端[CHB04-007-105] 信息终端[CHB04-007-106] 用于转接码分多址已调束的方法与装置[CHB04-007-107] 用于无线通信设备的综合分集电路[CHB04-007-108] 位串行数字扩展器[CHB04-007-109] 一种电子设备的键盘排列[CHB04-007-110] 多点到点通信系统[CHB04-007-111] 用于光纤传输系统的分支单元[CHB04-007-112] 具有用于最佳适应的卡尔曼滤波器的回声消除器[CHB04-007-113] 扩频电信系统[CHB04-007-114] 用预定的滤波器系数的数字滤波器和方法[CHB04-007-115] 电话集中机的通信方法及有线无线电话集中机[CHB04-007-116] 通过有噪声的用于高速数值传输的最大后验概率接收机[CHB04-007-117] 在移动通信系统中进行功率控制的方法和装置[CHB04-007-118] 为母线系统产生交流电压信息的方法和实施该方法的发送级[CHB04-007-119] 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你好，很高兴为你解答！光纤的非线性效应包括受激拉曼散射，受激布里渊散射，四波混频效应，交叉相位调制等，对光纤通信系统影响很大，包括对某些信道提供增值，而对某些产生功率损耗，从而使各个波长间产生串扰，引起系统信噪比性能的劣化，使原有信号光能量受到损失，影响通信质量，所以要综合分析其影响并采取抑制措施！希望帮到你，感谢采纳！
放线菌作为生物活性物质的主要产生菌早已成为人们研究的焦点。然而随着放线菌分离和分类研究的不断深入，大量常见菌株已被反复研究，因此从中发现新化合物的几率逐渐降低。由于新物种具有产生新的生物活性物质的潜力，人们开始使用新的方法在尽可能广泛的范围内寻找新的物种，特别是那些用常规方法很少分离到的稀有放线菌 (rare actinornycetes)…。2O世纪 50年代以来人们从稀有放线菌中发现了大量有价值的抗生素，如小单孢菌产生的庆大霉素，诺卡氏菌产生的利福霉素，马杜拉放线菌产生的马杜拉霉素和洋红霉素，糖多孢菌产生的红霉素，游动放线菌产生的游壁菌素，拟无枝酸菌产生的万古霉素等等。这些事实表明稀有放线菌也具有产生新抗生素的巨大潜力ll,21。分离这些稀有放线菌，不仅可以减少对产生已知生物活性物质菌株的重复分离，还可扩展放线菌次生代谢产物的化学多样性。 由于稀有放线菌对生长环境的特殊要求，难以用常规手段分离获得 ，所以要根椐不同类群的特性设计针对这些特定种属的选择性分离方法。近年来，国内外学者在对国家自然科学基金资助项目,云南省自然科学基金重点项目.稀有放线菌选择性分离的研究方面取得了较大进展,同时也用这些选择性分离方法分离到不少稀有放线菌，并显著提高了具有医用前景的生物活性物质的发现机率。此外，这些分离方法的使用也有助于同答这样一个问题 ：稀有放线菌很少被分离到是因为它们在环境中数量稀少，还是仅仅因为它们难以被分离和培养。本文就以上情况介绍了近年来发展起来的几种高选择性分离稀有放线菌的有效方法。 1 胞外多糖胶 (gellan gum)和动孢溶液 (flooding solution)相结合的分离方法 Gellan gum是由Pseudomonas elodea产生的胞外多糖，过去常用来作为植物组织培养的凝固剂，能促进植物生长。Suzuki等人 首先将其用于稀有放线菌的分离，并发现胞外多糖胶能促进很多放线菌的气生菌丝生长和孢子形成.很多物质都能增加放线菌游动孢子的游动性，如蛋[j胨，牛肉膏，含土壤浸汁的磷酸盐缓冲液，脱脂牛奶等。各种动孢溶液对不同的菌影响不同，Suzuki等在使用脱脂牛奶作为动孢溶液时发现不同的菌对脱脂牛奶的浓度、pH、处理时的温度、离心时的速度及时间有不同的要求。另外，使用高压灭菌后的脱脂牛奶比使用未灭菌的脱脂牛奶所获得的游动孢子数少，这可能因刺激孢子游动性的物质对高温高压敏感所致l4]。 1．1 选择性分离鱼孢菌 Suzuki等曾以鱼孢菌作为他们筛选生物活性物质的目标菌，对采自28个国家的466份土样进行了分离，从 2l份土样中分离到了鱼孢菌，发现鱼孢菌广泛分布于亚洲，欧洲，大洋洲，南美洲和北美洲。他们所使用的高选择性分离方法是l4j：200mg土样自然风干一80℃干热处理60min冷却，加 2mL 0．1％脱脂牛奶 (溶于 lOmmol／[ MOPS，pH 8．0)-+27cC温育 60rain,不时摇动以释放游动孢子一1，000×g室温离心 l0min一取上清液梯度稀释后涂布 HVG平板 (0．05％腐殖酸，2mmol／L CaCI ，0．7％胞外多糖胶)，27℃培养 21～28d。HVG培养基是在 HVA培养基的基础上改进的，与 HVA不同的是HVG含有 CaC1，并以胞外多糖胶代替琼脂。加入适量的 CaC1 不仅使胞外多糖胶得以凝固，而且比加入 MgSO 和 MgCI 更有利于某些放线菌的气生菌丝生长和孢子形成 。1．2 选择性分离游动单孢菌 玫瑰色游动单孢菌能产生孢囊霉素，这种含硫的抗生素能通过抑制芽孢杆菌等革兰氏阳性菌的蛋白合成而影响其生K。对游动单孢菌的高选择性分离程序是_6j：500mg土样 自然风下一l00℃干热处理60min 冷却，加入 2mL灭菌的 0．1％脱脂牛奶 (溶于 5mmol／L CHES，pH 9．0) 32℃温育90rain，不时摇动以释放游动孢子一1，000×g，室温离心 l0min一再于32 温育60rain一取上清液梯度稀释后涂布于 HSG平板 (含三甲氧苄二氨嘧啶 20mg／L，萘啶酸 lOmg／L，依诺沙星 20rng／L，氨苄青霉素钠 2mg／L，放线酬 50mg／L，制霉菌素50 mg／L)，35℃培养 l4～21d。用这种方法对 1，200份土样进行分离时，从 137份土样中分离到246株游动单孢菌。并发现委内瑞拉游动单孢菌广泛存在于从热带到温带的土壤中，但在土壤中的密度很低。HSG培养基 组成：0．05％ 腐质 酸，3mmol／L CaC12，0．000l％ FeSO4•7H2 O，0．0001％ MnC12‘4H2O，0．0001％ ZnSO4•7H2O，0．0001％ NiSO4•6H2O，5mmol／L CHES，0．7％胞外多糖胶 ，pH9．0。 1．3 选择性分离游动双孢菌 对游动双孢菌 (Planobispora)的高选择性分离程序是 ：500mg土样 自然风干---~90％干热处理 60min一冷却，加人 2mL 0．1％脱脂牛奶 ，0．01％Tween80，lOOmg／L三甲氧苄二氨嘧啶，lOOmg／L萘啶酸 (溶于5mmol／I CHES,pH 9．0)---~35。【=温育60min，不时摇动以释放游动孢子一1，000×g，室温离心 l0min一 取上清液梯度稀释后涂布 HSG平板 (含三甲氧苄二氨嘧啶 50mg／L，萘啶酸 50mg／L，依诺沙星20mg／L，氨苄青霉素钠 2m L，链霉素 lm L，放线酮 50mg／L，制霉菌素 50 me,／I ，pH9．0)，32oC培养 l4～21d。利用这种方法，对采 自世界各地的 1，467份土样进行的分离中，从5l份土样中分离到 l】9株游动双孢菌，88％的游动双孢菌分离于pH7．0～7．9的土样,并发现游动双孢菌只出现在热带和亚热带的土样中。 2 再水化一离心法 (rehydration-centrifugation) 具游动孢子的放线菌能在干燥时形成孢子或孢子囊，而当再次湿润时释放出活跃的孢子。游动孢子会受到某些物质的吸引，停留下来再次繁殖。对游动孢子的分离方法很多，如使用头发或花粉为诱饵的捕集法；以毛细管来进行的化学趋化法等。这些方法虽然也能分离到某些稀有放线菌，但要么费时费力，要么对设备和操作人员有特殊要求。最近，Hayakawa等人在 Makkar和 Cross的再水化法 基础． 发明了再水化一离心法_9 J，分离稀有放线菌，效果显著。操作具体程序是：取 500mg风干磨细土壤于锥形瓶中一用 50mL含 10％土壤提取液的10mmol／I 磷酸盐缓冲液轻轻润洗一铝箔覆盖，30。【=温育 90min_÷取 8mL润洗液，1，500×g，室温离心20rnjn一静置 30min~0．2mL涂布 HV琼脂 (含三甲氧苄二氨嘧啶20mg／L，萘啶酸 10mg／L，放线酮 50mg／L)。分离平板的总菌落数随土样而不同，有 37％ ～86％是具游动孢子的稀有放线菌，其中以游动放线菌和指孢囊菌为主。在不同 样品中也能分离到放线动孢菌，短链游动菌和动孢囊菌。上述方法经 Otoguro等人I m 改进后可高选择性分离束丝放线菌 (Actinosynnema)。风干搅碎的样品置研钵中按 10：1(w／w)的量加人 CaCO 粉末，混匀一铺于玻璃纤维膜上，加无菌水使样品湿度达 20％ (w／w)一26。【=培养 l4d_÷样品室温风干至恒重，置于平皿，加 50mL含 10％土壤提取液的 10mmoL／L磷酸盐缓冲液 (pH7．0)一 30。【=浸泡 2h一取 8mI 上述溶液 1，500×g，室温离心20rnjn一静置 30min一取上清涂布 HV琼脂 (含弗氏霉素40mg／L，卡那霉素 40mg／L，三甲氧苄二氨嘧啶 20mg／L，萘啶酸 10mg／L)，30。【=培养 2～3周。Otoguro等人用上述方法对 39份样品进行分离，其中l7份样品分离到束丝放线菌，其检出率占总菌落数的4％ 一86％。对任意选取的29株束丝放线菌进行的抗菌试验发现其中28株具有抗菌活性。HVA培养基 (1L)组成：腐殖酸 0．1g，CaCO3 0．02g，Na2HPO4 0．5g，MgSO4- 7H20 0．5g，KC1 1．7g，FeSO4•7H20 0．01g，核黄素0．5mg，硫胺素0．5mg，维生素B60．5mg，烟酸 0．5mg，肌醇 0．5mg，泛 酸 0．5mg，生物 素 0．25mg，对一氨基苯 甲酸0．5mg，琼脂 18g，pH7．2。 3 极高频辐射法 (extremely high frequency radiation) 应用极高频辐射法 (EHF)分离稀有放线菌的机理在于 EHF能抑制一些原核生物，藻类和单细胞微生物的生长，促进某些异养和光合微生物的生长及休眠菌株的复苏。所以采用极高频辐射 EHF法可以选择性地分离那些能耐受 EHF甚至受到 EHF激活的菌株。 具体过程是… ：取 100mg磨碎混匀的土样悬浮于 lOmL无菌水中，用频率为 1kHz的 EHF照射盛有土壤悬液的试管或平皿底部 (所使用的 EHF无热效应)。处理方式有两种：一种是以5．6mm或 7．1mm单一波长处理；另一种足以3．8mm～5．8mm或 8mm ～11．5mm波长连续处理。处理后州种土样都涂布于 Gauze 2琼脂 (含萘啶酸 10 ms／L，制霉菌素 50 ms／L)。结果显示，以单一波长5．6mm或7．I mm处理不能选择性分离到稀有放线菌。而以 3．8mm～5．8mm和8ram～11．5mm波长连续处理后，稀有放线菌的比例从原来的4．1％ 分别升至8．4％和30．6％。其中马杜拉菌，小四孢菌和野野村荫的绝对数量大为提高， 同时还能分离到那些普通方法无法分离到的菌株，如拟无枝酸芮和拟诺 氏菌。并日,分离物中具抗菌活性菌株分别增加了 13％和20％。在此基础上 Li等人 将极高频辐射法与连续分析相结合，能分离到单独使用这两种方法所不能分离到的稀有放线菌，如珊瑚状放线菌 、原小孢菌、游动放线菌和拟孢囊菌，同时，具有抗菌活性的菌株数量增加了10％ ～20％。具体程序是：加无菌水使土样湿度达 30％ (w／w)一撒在普通琼脂培养基上一+第0，7，14，30，45d分别取样进行 4．6ram～5．8ram和 8mm～1 1．5mm两种波段的 EHF’处理(在取样前 样始终保持30％的湿度)_÷涂 于土壤浸汁琼脂即可 (含 1mL／L维生素 溶液：10rag泛酸钙，10mg尼克酸，1mg硫胺素以及微晕的生物素共同溶于 20mL水；10mg／L荣啶酸；50mg／L制霉菌素)。 4 噬菌体定向分离法 (bacteriophage) 传统的分离方法由于对土样的微生物多样性等基本情况了解较少，加之放线菌生长缓慢，于是可能浪费数月的时问去分离土样中并不存在的菌株，而当目标菌又是稀有放线菌时更是如此。基于这 •原因，Esther等人… 设计了一种以细菌噬菌体作为指示物对环境样品中的野野村菌 (Nonomuria)进行快速筛选和分离的新方法。首先确定土样中是否含有能感染目标菌的噬菌体。具体步骤如下：3g土样悬浮于 100mL PYCa液体中一28℃，250r／rain，培养 24h一培养液3，O00g离心20min一上清液经0．45 m滤膜过滤一取5 T 滤液接种于野野村菌菌苔上一28℃培养48h以上一将含有噬菌斑的琼脂切下，用5mL PYCa洗涤一洗液经0．45Ixm滤膜过滤一点接滤液于长有野野村茼菌苔的琼脂上以确定噬菌体是台可以再牛。对能产生噬菌斑的土样，采用常规的选择性分离方法对 目标菌进行分离。结果， 放线菌l1l 20％为野野村菌。可见其并不是我们以前所认为的那样 “稀有”。同时，我们也可以将适量的只对一种或儿种链霉菌有裂解作用的噬荫体加入土样中来减少非目标菌的数 量。 5 蔗糖梯度离心法 (sucrose-gradient centrifugation) 由于土壤中营养贫乏，放线菌大部分以孢子形式存在，网此可以利用孢子的不同特性对不同的放线菌进行选择性分离。Karwowski 等人曾根据放线菌孢子浮力密度的差异，利用氯化铯密度梯度超速离心有效地从土壤中分离小单孢菌。最近，Yamamura 等人m 根据这一特性，运用蔗糖梯度离心选择性地分离诺卡氏菌，也取得了成功。其方法是：在离心管中从上到下设置各 lmL的 10％、20％、30％、40％ 、50％ (w／v)的蔗糖梯度。将用无菌水稀释为 10。土壤悬液 1mL加入到离心管上层，240×g， 室温离心 30rain。离心后把每层蔗糖取出稀释后涂布 0．2mL于 HV琼脂 (含萘啶酸10mg／L，放线酮 50mg／L，金霉素 10mg／L)。结果，大部分诺卡氏菌 (Nocardia)的孢子出现在 20％的蔗糖层中，小单孢菌可以在20％和 30％蔗糖层发现，但数量较少。游动放线菌等放线菌的游动丝状孢子只能在 10％蔗糖层出现。用这种方法对 l4份土样进行分离时，诺卡氏菌类群的检出率占总菌落数的5％ ～89％，而且 7l％的菌有抗菌活性。 6 结语 不断涌现出的新型稀有放线菌分离方法将成为天然产物筛选中的有用工具 ，也使我们了解到稀有放线菌事实上广泛存在于土壤等环境中，只是由于分离方法和手段的不完善才使得它们较少获得。当然，除了使用特殊方法对稀有放线菌进行分离外，扩大分离范围也是获取稀有放线菌的一个重要手段。比如作者所在单位从 80年代初开始温泉高温菌的研究，发现大量新的高温微生物资源。1991年，该所姜成林和徐丽华建 立了双孢放线菌新属 (Actinobispora)。近几年，该所还从新疆 、青海样品中发现嗜盐放线菌新属一个、嗜冷链霉菌新种一个、嗜盐放线菌新种 6个、嗜碱放线菌新种 4个。这些材料为我们的天然产物筛选奠定了坚实的基础。在寻找下一代化学治疗剂和新的生物活性物质的过程中，放线菌特别足稀有放线菌仍然是重要的目标菌。目前，已有超过 120种抗生素由游动放线菌产生，250多种抗生素是由马杜拉放线菌产生，到 1998年共发现有 32种生物活性物质来源于链孢囊菌，这些化合物都具有广泛的化学多样性，使得这些菌成为工业开发的重点对象。
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