Optoelektroniikka oskillaattoripiiri on verrattavissa optoelektronisiin takaisinkytkentäpiireihin, jotka Neyer ja Voges perustivat vuonna 1982. Vuonna 1984 Nakazawa ja myöhemmin vuonna 1992 Lewis. Optoelektroninen oskillaattori perustuu pumpun laserin jatkuvan valoenergian muuntamiseen radiotaajuiseksi, mikroaaltouuniksi tai mm-aaltosignaaliksi. OEO: ta, jolle on tunnusomaista korkealaatuinen Q-kerroin ja vakaus sekä muut toiminnalliset ominaisuudet, ei saavuteta mielellään elektronisella oskillaattorilla. Tulos on ainutlaatuinen käyttäytyminen sähköoptisten ja fotonisten komponenttien käytön yhteydessä, ja niille on yleensä tunnusomaista korkea taajuus, matala dispersio ja suuri nopeus mikroaaltotaajuudessa.
Mikä on optoelektroninen oskillaattori?
Optoelektroninen oskillaattori on optoelektroniikkapiiri. Piirin ulostulo on siniaallon tai moduloidun jatkuvan aaltosignaalin muodossa. Se on laite, jossa oskillaattorin vaihekohina ei lisää taajuutta ja se riippuu elektroniset oskillaattorit, kuten kideoskillaattori , dielektrinen resonaattori ja sir dielektrinen resonaattori.
Optoelektroninen oskillaattori
OEO: n perustoiminta
Seuraava kuva esittää optoelektronisen oskillaattorin toimintaa ja tarkkailemalla virtapiiriä Optoelektroninen oskillaattori alkaa jatkuvan aallon laserilla tunkeutumaan intensiteettimodulaattoriin. Optisen voimakkuuden modulaattorin ulostulo johdetaan pitkän valokuidun viivalinjan ja valodiodiksi . Parannettu sähköinen signaali syötetään ja hyväksytään elektronisen kaistanpäästösuodattimen kautta.
OEO: n perustoiminnot
Opto-elektronisen ontelon täydentämiseksi suodattimen lähtö kytketään voimakkuuden modulaattorin RF-tuloon. Jos ontelon vahvistus on suurempi kuin menetys, optoelektroninen oskillaattori aloittaa värähtelyn. Elektroninen kaistanpäästösuodatin valitsee ontelon vähentyneiden muiden vapaiden kulkumoodien taajuuden, joka on kynnyksen alapuolella.
OEO eroaa edellisestä Optoelektronisesta piiristä käyttämällä hyvin alhaisia menetyksiä optinen kuitu viivaviiva tuottamaan ontelon, jolla on valtava korkea Q-kerroin. Q-kerroin onteloon varastoidun energian suhde ontelohäviöön. Tällöin kuidun viivästyslinjan menetys on luokkaa 0,2 dB / km, pienemmällä häviöllä hyvin pitkä kuitu varastoidaan suuressa määrässä energiaa.
Q-tekijän takia OEO voi saavuttaa tason 108 helposti ja se voi kääntyä 10 GHz: n kellosignaaliksi vaihekohinalla 140 dBc / Hz 10 kHz: n siirtymällä. Seuraava kaavio näyttää vaaditun ajoituksen värinän analogia-digitaalimuunnin näytteenottotaajuudella. Kaaviosta voimme nähdä, että OEO: n vaihekohinasta johtuva ajoitushermon parannus on käänteisen neliöjuuren riippuvuus kuidun pituudesta.
Monisilmukkainen optoelektroninen oskillaattori
Kuvassa on kaksoissilmukkainen optoelektroninen oskillaattori, jonka ontelotila on kaistanpäästösuodattimen sisällä. Korkean Q-kertoimen saavuttamiseksi Optoelektronisen oskillaattorin on oltava kuitujen enimmäispituus. Jos kuidun pituus kasvaa, ontelotilojen välinen tila pienenee. Esimerkiksi kuitu 3 km: n pituudella tuottaa ontelomoodivälin noin 67 kHz. Laadukkaan sähköisen kaistanpäästösuodattimen taajuus on 10 GHz ja sen 3DB-kaistanleveys on 10 MHz. Siksi tulee olemaan monia ei-säteileviä moodeja jatkamaan sähköisen kaistanpäästösuodattimen läpi, ja se voi esiintyä vaihekohinan mittauksessa.
Monisilmukkainen optoelektroninen oskillaattori
On toinen tapa vähentää tätä ongelmaa toisella kuidun pituudella Opto-sähköoskillaattoriin. Kuvassa on esimerkki tämän tyyppisestä OEO: sta. OEO: n toiselle silmukalle on oma joukko ontelotiloja. Jos toisen silmukan pituus ei ole ensimmäisen silmukan harmoninen moninkertainen, niin ontelotilat eivät mene päällekkäin toistensa kanssa, ja tämän voimme nähdä kuvasta. Toisaalta kunkin silmukan toisiaan lähinnä olevat moodit lukitsevat ja pitävät kaistaa ohi muiden ontelotilojen ohi.
Seuraava kuva esittää yhden silmukan vaihekohinaspektrin, jossa sivumoodit ovat kaksoissilmukan spektrin vieressä ja sivutila on vaimennettu alla. Järjestelmän vaihto on vaihekohina ja se on kahden silmukan melun keskiarvo itsenäisesti, vaihekohinaa ei ole vain pitkä silmukka. Siksi molemmat silmukat tukevat sivumoodeja, eikä niitä täysin eliminoida, mutta ne tukahdutetaan.
Yhden silmukan vaihekohinaspektri
OEO: n käyttö
Tehokas optoelektrinen oskillaattori on tärkeä osa sovelluksia. Kuten
- Lentokonetekniikka
- Satelliittiviestintälinkit
- Navigointijärjestelmät.
- Tarkka sää- ja taajuusmittaus
- Langaton kommunikaatio linkkejä
- Moderni tutkatekniikka
Tässä artikkelissa olemme keskustelleet optoelektronisen oskillaattoripiirin käytöstä ja sovelluksista. Toivon, että lukemalla tämän artikkelin olet saanut jonkin verran perustietoa Optoelectronic-oskillaattoripiiristä. Jos sinulla on kysyttävää tästä artikkelista tai tiedät erityyppiset oskillaattoripiirit sovelluksineen kommentoi alla olevaan osioon. Tässä on kysymys sinulle, mitkä ovat Optoelektronisen oskillaattorin toiminnot?
