Opto-elektronski vezje oscilatorja je primerljivo do optoelektronskih povratnih vezij, ki sta jih Neyer in Voges vzpostavila leta 1982. Leta 1984 Nakazawa in kasneje leta 1992 Lewis. Opto-elektronski oscilator temelji na pretvorbi neprekinjene svetlobne energije iz črpalnega laserja v radiofrekvenčni, mikrovalovni ali mm-valovni signal. OEO, za katerega so značilni visokokakovostni faktor Q in stabilnost ter druge funkcionalne značilnosti, z elektronskim oscilatorjem ne dosežemo z veseljem. Rezultat tega je edinstveno vedenje z uporabo elektro-optičnih in fotonskih komponent, ki so na splošno značilne za visoko frekvenco, nizko disperzijo in visoko hitrost v mikrovalovni frekvenci.
Kaj je opto-elektronski oscilator?
Optoelektronski oscilator je opto-elektronsko vezje. Izhod vezja je v obliki sinusnega ali moduliranega neprekinjenega valovnega signala. Gre za napravo, pri kateri fazni šum oscilatorja ne poveča frekvence in je podvržen izvedbi elektronski oscilatorji, kot je kristalni oscilator , dielektrični resonator in sir dielektrični resonator.
Opto-elektronski oscilator
Osnovno delovanje OEO
Naslednja slika prikazuje delovanje opto-elektronskega oscilatorja in z opazovanjem tokokroga optoelektronski oscilator začne z laserjem z neprekinjenim valom prodirati v modulator intenzitete. Izhod modulatorja optične intenzitete se prenaša skozi dolgo zakasnilno linijo optičnih vlaken in v fotodiodo . Izboljšani električni signal se uporablja in odobri z elektronskim pasovnim filtrom.
Osnovno delovanje OEO
Za dokončanje elektronske votline Opto je izhod filtra povezan z RF vhodom modulatorja jakosti. Če je dobiček votline večji od izgube, potem optoelektronski oscilator začne nihati. Elektronski pasovni filter izbere frekvenco zmanjšanih ostalih načinov prostega teka votline, ki je pod pragom.
OEO se razlikuje od predhodnega optoelektronskega vezja po zelo majhni izgubi optičnih vlaken zakasnilna črta, da se ustvari votlina z visoko stopnjo Q. Faktor Q je razmerje med shranjeno energijo v votlini in izgubo votline. Tako je izguba zakasnilne črte vlaken velikosti 0,2 dB / km, pri manjši izgubi pa se zelo dolgo vlakno shrani v veliki količini energije.
Zaradi faktorja Q lahko OEO zlahka doseže nivo 108 in lahko prevede v taktni signal 10 GHz s faznim šumom 140 dBc / Hz pri odmiku 10 kHz. Naslednji graf prikazuje potrebno časovno tresenje za analogno-digitalni pretvornik s hitrostjo vzorčenja. Na grafu lahko vidimo izboljšanje časovnega tresenja, ki izhaja iz faznega šuma OEO in ima obratno kvadratno odvisnost od dolžine vlaken.
Opto-elektronski oscilator z več zankami
Na sliki je prikazan dvoobtočni optoelektronski oscilator z votlinskim načinom znotraj pasovnega filtra. Da bi dosegli visok faktor Q za optoelektronski oscilator, mora biti največja dolžina vlaken. Če se dolžina vlaken poveča, se prostor med režami votline zmanjša. Na primer, dolžina optičnega vlakna 3 km bo dala razmik v načinu votline približno 67 kHz. Kakovostni električni pasovni filter je na 10 GHz in ima pasovno širino 3dB 10 MHz. Zato bo skozi nihajni električni pasovni filter na voljo veliko nihajnih načinov, ki se lahko pojavijo pri merjenju faznega šuma.
Opto-elektronski oscilator z več zankami
Obstaja še ena metoda za zmanjšanje te težave za sekundo dolžine optičnega oscilatorja. Slika prikazuje primer te vrste OEO. Za drugo zanko OEO bo na voljo lasten nabor načinov votlin. Če dolžina druge zanke ni harmonični večkratnik prve zanke, se načini votline med seboj ne prekrivajo in to lahko vidimo na sliki. Po drugi strani pa se načini iz vsake zanke, ki so si najbližji, zaklenejo in zadržijo, da pas prenese druge načine votline.
Naslednja slika prikazuje spekter faznega hrupa z eno zanko s stranskimi načini zraven spektra z dvojno zanko s stranskim načinom, zatiranim spodaj. Izmenjava sistema je fazni hrup in je povprečje hrupa obeh zank neodvisno, fazni hrup ni samo dolga zanka. Tako obe zanki podpirata stranske načine in ju popolnoma ne odpravimo, vendar ju potlačimo.
Enosmerni fazni šumni spekter
Uporaba OEO
Visoko zmogljiv optoelektrični oscilator je pomemben element na področju uporabe. Kot naprimer
- Letalsko in vesoljsko inženirstvo
- Satelitske komunikacijske povezave
- Navigacijski sistemi.
- Natančno merjenje časa in frekvence
- Brezžična komunikacija povezave
- Sodobna radarska tehnologija
V tem članku smo razpravljali o delovanju in aplikacijah opto-elektronskih oscilatorjev. Upam, da ste z branjem tega članka pridobili nekaj osnovnega znanja o optoelektronskem oscilatorju. Če imate kakršna koli vprašanja o tem članku ali če želite vedeti o različne vrste oscilatorjskih vezij s svojimi aplikacijami vas prosimo, da komentirate v spodnjem oddelku. Tukaj je vprašanje za vas, kakšne so funkcije optoelektronskega oscilatorja?
