Optoelektronika obvod oscilátoru je srovnatelný k optoelektronickým zpětnovazebním obvodům, které zavedly Neyer a Voges v roce 1982. V roce 1984 Nakazawou a později v roce 1992 Lewisem. Optoelektronický oscilátor je založen na převodu nepřetržité světelné energie z laseru pumpy na vysokofrekvenční, mikrovlnný nebo mmvlnný signál. OEO charakterizovaný vysoce kvalitním Q faktorem a stabilitou a dalšími funkčními vlastnostmi není s elektronickým oscilátorem rád dosažen. Výsledkem je jedinečné chování při použití elektrooptických a fotonických komponent a obvykle se vyznačují vysokou frekvencí, nízkou disperzí a vysokou rychlostí v mikrovlnné frekvenci.
Co je to optoelektronický oscilátor?
Optoelektronický oscilátor je optoelektronický obvod. Výstup obvodu je ve formě sinusové vlny nebo modulovaného signálu spojité vlny. Jedná se o zařízení, kde fázový šum oscilátoru nezvyšuje frekvenci a podléhá implementaci elektronické oscilátory jako krystalový oscilátor , dielektrický rezonátor a sir dielektrický rezonátor.
Optoelektronický oscilátor
Základní provoz OEO
Následující obrázek ukazuje činnost optoelektronického oscilátoru a pozorováním obvodu začíná optoelektronický oscilátor s kontinuálním vlnovým laserem pronikajícím do modulátoru intenzity. Výstup modulátoru optické intenzity prochází dlouhou zpožďovací linkou optického vlákna a do fotodiody . Vylepšený elektrický signál je aplikován a schválen prostřednictvím elektronického pásmového filtru.
Základní provoz OEO
K dokončení Opto elektronické dutiny je výstup filtru připojen k RF vstupu modulátoru intenzity. Pokud je zisk dutiny větší než ztráta, pak oscilaci zahájí optoelektronický oscilátor. Elektronický pásmový filtr vybírá frekvenci snížených ostatních režimů volného chodu dutiny, která je pod prahovou hodnotou.
OEO se liší od předchozího optoelektronického obvodu použitím velmi nízké ztráty optické vlákno zpožďovací linka pro vytvoření dutiny s velkým vysokým faktorem Q. Faktor Q je poměr akumulované energie v dutině ke ztrátě dutiny. Ztráta linky zpoždění vlákna je tedy řádově 0,2 dB / km s menší ztrátou, velmi dlouhé vlákno je uloženo ve velkém množství energie.
Kvůli faktoru Q může OEO snadno dosáhnout úrovně 108 a může překládat na hodinový signál 10GHz s fázovým šumem 140 dBc / Hz při offsetu 10kHz. Následující graf ukazuje požadované časování chvění pro analogově-digitální převodník při vzorkovací frekvenci. V grafu vidíme zlepšení časování chvění, odvozené z fázového šumu OEO má inverzní druhou odmocninu závislost na délce vlákna.
Optoelektronický oscilátor s více smyčkami
Obrázek ukazuje optoelektronický oscilátor se dvěma smyčkami s režimem dutiny uvnitř pásmového filtru. K dosažení vysokého faktoru Q pro optoelektronický oscilátor by měla existovat maximální délka vlákna. Pokud se délka vlákna zvětší, prostor mezi režimy dutiny se zmenší. Například vlákno o délce 3 km poskytne rozteč dutinového režimu přibližně 67 kHz. Vysoce kvalitní elektrický pásmový filtr je na 10GHz a má šířku pásma 3dB 10MHz. Proto bude existovat mnoho neoscilačních režimů, které budou pokračovat přes elektrický pásmový propustný filtr a může se projevovat při měření fázového šumu.
Optoelektronický oscilátor s více smyčkami
Existuje další způsob, jak tento problém snížit o délku druhého vlákna do optoelektrického oscilátoru. Obrázek ukazuje příklad tohoto typu OEO. Pro druhou smyčku OEO bude k dispozici vlastní sada režimů dutin. Pokud délka druhé smyčky není harmonickým násobkem první smyčky, režimy dutiny se tedy nebudou navzájem překrývat, což vidíme na obrázku. Na druhou stranu režimy z každé smyčky, které jsou nejblíže k sobě, uzamknou a zadrží pásmo a projdou dalšími režimy dutiny.
Následující obrázek ukazuje jednofázové fázové šumové spektrum s bočními režimy vedle dvojitého smyčkového spektra s potlačeným bočním režimem níže. Výměnou systému je fázový šum a je to průměr šumu dvou smyček nezávisle na sobě, neexistuje žádný fázový šum, pouze dlouhá smyčka. Obě smyčky tedy podporují boční režimy a nejsou zcela eliminovány, ale jsou potlačeny.
Jednofázové fázové šumové spektrum
Aplikace OEO
Vysoce výkonný optoelektrický oscilátor je hlavním prvkem v řadě aplikací. Jako
- Letecké inženýrství
- Satelitní komunikační spojení
- Navigační systémy.
- Přesné meteorologické měření času a frekvence
- Bezdrátová komunikace Odkazy
- Moderní radarová technologie
V tomto článku jsme diskutovali o optoelektronických obvodech a jejich aplikacích. Doufám, že čtením tohoto článku jste získali základní znalosti o obvodu optoelektronického oscilátoru. Pokud máte dotazy k tomuto článku nebo chcete vědět o různé typy obvodů oscilátoru s jeho aplikacemi neváhejte komentovat v níže uvedené části. Zde je otázka, jaké jsou funkce optoelektronického oscilátoru?
