Optoelektronika obvod oscilátora je porovnateľný na optoelektronické spätnoväzbové obvody, ktoré zaviedli Neyer a Voges v roku 1982. V roku 1984 Nakazawou a neskôr v roku 1992 Lewisom. Optoelektronický oscilátor je založený na premene nepretržitej svetelnej energie z lasera čerpadla na rádiofrekvenčný, mikrovlnný alebo mm-vlnový signál. OEO charakterizovaný vysoko kvalitným Q faktorom a stabilitou a ďalšími funkčnými charakteristikami nie je s elektronickým oscilátorom rád. Výsledkom je jedinečné správanie sa pri použití elektrooptických a fotonických zložiek, ktoré sa všeobecne vyznačujú vysokou frekvenciou, nízkou disperziou a vysokou rýchlosťou mikrovlnnej frekvencie.
Čo je to optoelektronický oscilátor?
Optoelektronický oscilátor je optoelektronický obvod. Výstup z obvodu je vo forme sínusového signálu alebo modulovaného signálu spojitej vlny. Je to zariadenie, kde fázový šum oscilátora nezvyšuje frekvenciu a podlieha implementácii elektronické oscilátory ako kryštálový oscilátor , dielektrický rezonátor a sir dielektrický rezonátor.
Optoelektronický oscilátor
Základné fungovanie OEO
Nasledujúci obrázok ukazuje činnosť optoelektronického oscilátora a pozorovaním obvodu optoelektronický oscilátor začína s kontinuálnym vlnovým laserom, ktorý preniká do modulátora intenzity. Výstup modulátora optickej intenzity prechádza cez dlhú linku oneskorenia optického vlákna a do fotodiódy . Vylepšený elektrický signál sa privádza a schvaľuje prostredníctvom elektronického pásmového filtra.
Základné fungovanie OEO
Na dokončenie Opto elektronickej dutiny je výstup filtra pripojený k RF vstupu modulátora intenzity. Ak je zisk v dutine väčší ako strata, potom osciláciu spustí optoelektronický oscilátor. Elektronický pásmový filter volí frekvenciu znížených ostatných režimov voľného chodu dutiny, ktorá je pod prahovou hodnotou.
OEO sa líši od predchádzajúceho optoelektronického obvodu použitím veľmi nízkej straty optické vlákno oneskorovacie vedenie na vytvorenie dutiny s obrovským vysokým faktorom Q. Faktor Q je pomer akumulovanej energie v dutine k strate dutiny. Strata oneskorovacieho vedenia vlákna je teda rádovo 0,2 dB / km s menšou mierou straty a veľmi dlhé vlákno sa ukladá do veľkého množstva energie.
Vďaka faktoru Q môže OEO ľahko dosiahnuť úroveň 108 a môže prevádzať do hodinového signálu 10GHz s fázovým šumom 140 dBc / Hz pri posunutí 10kHz. Nasledujúci graf zobrazuje požadovaný časovací chvenie pre analógovo-digitálny prevodník pri vzorkovacej frekvencii. V grafe vidíme zlepšenie časovacieho jitteru, odvodené z fázového šumu OEO, ktorý má závislosť inverznej odmocniny na dĺžke vlákna.
Optoelektronický oscilátor s viacerými slučkami
Obrázok zobrazuje optoelektronický oscilátor s dvoma slučkami s dutinovým režimom vo vnútri pásmového filtra. Na dosiahnutie vysokého faktora Q pre optoelektronický oscilátor by mala existovať maximálna dĺžka vlákna. Ak sa dĺžka vlákna zvýši, priestor medzi režimami dutín sa zmenší. Napríklad vlákno s dĺžkou 3 km poskytne dutinový režim s rozstupom približne 67 kHz. Vysoko kvalitný elektrický pásmový filter má frekvenciu 10 GHz a šírku pásma 3dB 10 MHz. Preto bude existovať mnoho neoscilujúcich režimov, ktoré pokračujú cez elektrický pásmový priepustný filter a ktorý sa môže prejaviť pri meraní fázového šumu.
Optoelektronický oscilátor s viacerými slučkami
Existuje ďalší spôsob, ako tento problém zmenšiť o druhú dĺžku vlákna do optoelektrického oscilátora. Obrázok ukazuje príklad tohto typu OEO. Pre druhú slučku OEO bude k dispozícii vlastná sada režimov dutín. Pokiaľ dĺžka druhej slučky nie je harmonickým násobkom prvej slučky, teda režimy dutiny sa nebudú navzájom prekrývať, a to vidíme na obrázku. Na druhej strane režimy z každej slučky, ktoré sú k sebe najbližšie, uzamknú a zadržia pásmo, ktoré prechádzajú cez ďalšie režimy dutiny.
Nasledujúci obrázok zobrazuje fázové šumové spektrum jednej slučky s bočnými režimami vedľa spektra dvojitej slučky s potlačeným bočným režimom nižšie. Výmenou systému je fázový šum a je to priemerný hluk dvoch slučiek nezávisle, nie je tu žiadny fázový šum, iba dlhá slučka. Obidve slučky teda podporujú bočné režimy a nie sú úplne eliminované, ale sú potlačené.
Jednofázové fázové šumové spektrum
Aplikácia OEO
Vysokovýkonný optoelektrický oscilátor je hlavným prvkom v rade aplikácií. Ako napr
- Letecké a kozmické inžinierstvo
- Satelitné komunikačné spojenia
- Navigačné systémy.
- Presné meteorologické meranie času a frekvencie
- Bezdrôtová komunikácia odkazy
- Moderná radarová technológia
V tomto článku sme diskutovali o prevádzke a aplikáciách obvodu s optoelektronickým oscilátorom. Dúfam, že prečítaním tohto článku ste získali niekoľko základných vedomostí o obvode optoelektronického oscilátora. Ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa tohto článku alebo potrebujete vedieť o rôzne typy obvodov oscilátora s jeho aplikáciami neváhajte a komentujte v nasledujúcej časti. Tu je otázka, aké sú funkcie optoelektronického oscilátora?
