Opto-elektronička oscilatorni krug je usporediv na optoelektronske povratne krugove koje su Neyer i Voges uspostavili 1982. godine. Nakazawa 1984., a kasnije 1992. Lewis. Optoelektronski oscilator temelji se na pretvaranju kontinuirane svjetlosne energije iz lasera pumpe u radiofrekvencijski, mikrovalni ili mm-valni signal. OEO koji karakteriziraju visokokvalitetni Q faktor i stabilnost te ostale funkcionalne karakteristike nije rado postignut elektroničkim oscilatorom. Rezultat je jedinstveno ponašanje uz upotrebu elektrooptičkih i fotonskih komponenata, a općenito ih karakterizira visoka frekvencija, mala disperzija i velika brzina u mikrovalnoj frekvenciji.
Što je opto-elektronski oscilator?
Optoelektronski oscilator je opto-elektronički sklop. Izlaz sklopa je u obliku sinusnog vala ili moduliranog kontinuiranog valnog signala. To je uređaj u kojem fazni šum oscilatora ne povećava frekvenciju i podložan je provedbi elektronički oscilatori poput kristalnog oscilatora , dielektrični rezonator i sir dielektrični rezonator.
Opto-elektronski oscilator
Osnovni rad OEO-a
Sljedeća slika prikazuje rad opto-elektroničkog oscilatora, a promatranjem sklopa optoelektronski oscilator započinje laserom s neprekidnim valom koji prodire u modulator intenziteta. Izlaz modulatora optičkog intenziteta prolazi kroz dugu liniju kašnjenja optičkih vlakana i u fotodiodu . Poboljšani električni signal primjenjuje se i odobrava putem elektroničkog filtra za pojasni opseg.
Osnovni rad OEO
Za dovršetak elektroničke šupljine Opto, izlaz filtra povezan je na RF ulaz modulatora intenziteta. Ako je dobitak šupljine veći od gubitka, tada će optoelektronski oscilator pokrenuti oscilaciju. Elektronički propusni filtar odabire frekvenciju smanjenih ostalih slobodnih načina rada šupljine koja je ispod praga.
OEO se razlikuje od prethodnog optoelektronskog sklopa jer koristi vrlo mali gubitak optičko vlakno linija odgode za stvaranje šupljine s ogromnim visokim Q faktorom. Q faktor je omjer pohranjene energije u šupljini nad gubitkom šupljine. Tako je gubitak linije kašnjenja vlakna reda 0,2 dB / km, s manje gubitka, vrlo dugo vlakno se pohranjuje u velikoj količini energije.
Zbog Q faktora, OEO može lako postići razinu od 108 i može se prevesti na 10GHz satni signal s faznim šumom od 140 dBc / Hz pri odmaku od 10kHz. Sljedeći graf prikazuje potrebnu vremensku podrhtavanje za analogno u digitalni pretvarač brzinom uzorkovanja. Na grafikonu možemo vidjeti poboljšanje vremenskog podrhtavanja, izvedeno iz faznog šuma OEO-a, koji ima obrnutu kvadratnu ovisnost korijena o duljini vlakna.
Opto-elektronski oscilator s više petlji
Na slici je prikazan dvostruki optoelektronski oscilator s šupljinskim načinom rada unutar propusnog filtra. Da bi se postigao visok Q faktor za optoelektronski oscilator, trebala bi postojati maksimalna duljina vlakna. Ako se duljina vlakna poveća, razmak između načina šupljine smanjit će se. Na primjer, duljina vlakna od 3 km dobit će razmak između šupljina i otprilike 67 kHz. Kvalitetni električni propusni filtar na 10 GHz ima 3dB propusnost od 10 MHz. Stoga će biti mnogo neciklirajućih načina rada koji se nastavljaju kroz električni propusni filtar i on može biti prisutan u mjerenju fazne buke.
Opto-elektronski oscilator s više petlji
Postoji još jedna metoda za smanjenje ovog problema za duljinu drugog vlakna u Opto-električni oscilator. Na slici je prikazan primjer ove vrste OEO. Postojat će vlastiti skup načina šupljine za drugu petlju OEO. Ako duljina druge petlje nije harmonični višekratnik prve petlje, stoga se načini šupljine neće preklapati međusobno, a to možemo vidjeti na slici. S druge strane, načini rada iz svake petlje koji su međusobno najbliži zaključat će i zadržati traku i proći će ostale načine šupljine.
Sljedeća slika prikazuje spektar fazne buke u jednoj petlji sa bočnim načinima rada uz spektar dvostruke petlje s bočnim načinom rada potisnutim u nastavku. Izmjena sustava je fazna buka i to je prosjek šuma dviju petlji neovisno, nema fazne buke već samo dugačka petlja. Dakle, obje petlje podržavaju bočne načine rada i one se u potpunosti ne eliminiraju, ali su potisnute.
Spektar buke u jednoj petlji
Primjena OEO
Optoelektrični oscilator visokih performansi glavni je element u području primjene. Kao što su
- Zrakoplovno inženjerstvo
- Veze satelitske komunikacije
- Navigacijski sustavi.
- Precizno meteorološko mjerenje vremena i frekvencije
- Bežična komunikacija poveznice
- Suvremena radarska tehnologija
U ovom smo članku razgovarali o radu i primjenama opto-elektroničkog oscilatornog kruga. Nadam se da ste čitajući ovaj članak stekli neko osnovno znanje o optoelektronskom oscilatornom krugu. Ako imate pitanja o ovom članku ili želite znati o različite vrste oscilatornih krugova sa svojim primjenama slobodno komentirajte u odjeljku ispod. Evo pitanja za vas, koje su funkcije optoelektronskog oscilatora?
