Opto-elektroniska oscillatorkretsen är jämförbar till de optoelektroniska återkopplingskretsarna som etablerades av Neyer och Voges 1982. 1984 av Nakazawa och senare 1992 av Lewis. Den opto-elektroniska oscillatorn är baserad på att konvertera kontinuerlig ljusenergi från pumplasern till radiofrekvens, mikrovågsugn eller mm-vågsignal. OEO som kännetecknas av högkvalitativ Q-faktor och stabilitet och de andra funktionella egenskaperna uppnås inte gärna med den elektroniska oscillatorn. Resultatet är i unikt beteende med användning av elektrooptiska och fotoniska komponenter och de kännetecknas i allmänhet av hög frekvens, låg dispersion och hög hastighet i mikrovågsfrekvensen.
Vad är en opto-elektronisk oscillator?
Optoelektronisk oscillator är en opto-elektronisk krets. Utgången från kretsen är i form av sinusvåg eller modulerad kontinuerlig vågsignal. Det är en anordning där oscillatorns fasbrus inte ökar frekvensen och den är föremål för implementeringen av elektroniska oscillatorer som kristalloscillatorer , dielektrisk resonator och sir dielektrisk resonator.
Opto-elektronisk oscillator
Grundläggande funktion för OEO
Följande bild visar funktionen hos den opto-elektroniska oscillatorn och genom att observera kretsen startar den optoelektroniska oscillatorn med kontinuerlig våglaser tränger in i intensitetsmodulatorn. Utdata från optisk intensitetsmodulator passeras genom en lång fördröjningslinje för optisk fiber och in i en fotodiod . Den förbättrade elektriska signalen appliceras och godkänns via ett elektroniskt bandpassfilter.
Grundläggande funktion för OEO
För att komplettera det Opto elektroniska hålrummet är utgången från filtret ansluten till RF-ingången för intensitetsmodulator. Om förstärkningen i håligheten är större än förlusten, kommer den optoelektroniska oscillatorn att starta svängningen. Det elektroniska bandpassfiltret väljer frekvensen för den minskade andra fria körningslägena i kaviteten som ligger under tröskeln.
OEO skiljer sig från den tidigare optoelektroniska kretsen genom att använda den mycket låga förlusten av den optiska fibern fördröjningslinje för att producera ett hålrum med en enorm hög Q-faktor. Q-faktorn är förhållandet mellan den lagrade energin i håligheten och förlusten av håligheten. Således är förlusten av fiberfördröjningslinjen i storleksordningen 0,2 dB / km med en mindre liten förlust lagras en mycket lång fiber i en stor mängd energi.
På grund av Q-faktorn kan OEO enkelt nå nivån 108 och den kan översättas till 10 GHz klocksignal med ett fasbrus på 140 dBc / Hz vid 10 kHz förskjutning. Följande diagram visar erforderlig timing jitter för en analog till digital omvandlare med en samplingsfrekvens. I diagrammet kan vi se förbättringen i timing jitter, härledd från fasbruset hos en OEO har inversa kvadratrotberoende på fiberlängden.
Opto-elektronisk oscillator med flera slingor
Figuren visar den dubbla slingan Optoelektronisk oscillator med kavitetsläget i bandpassfiltret. För att uppnå den höga Q-faktorn för den optoelektroniska oscillatorn bör det finnas maximal fiberlängd. Om fiberlängden ökar minskas utrymmet mellan kavitetslägena. Till exempel ger en fiberlängd på 3 km ett kavitetsläge avstånd på 67 kHz ungefär. Det högkvalitativa elektriska bandpassfiltret är vid 10 GHz och har en 3dB-bandbredd på 10 MHz. Därför kommer det att finnas många icke-oscillerande lägen att fortsätta genom det elektriska bandpassfiltret och det kan förekomma i fasbrusmätningen.
Opto-elektronisk oscillator med flera slingor
Det finns en annan metod för att minska detta problem med den andra fiberlängden i den opto-elektriska oscillatorn. Figuren visar exemplet på denna typ av OEO. Det kommer att finnas en egen uppsättning kavitetslägen för den andra slingan i OEO. Om längden på den andra slingan inte är en harmonisk multipel av den första slingan kommer hålrumslägena därför inte att överlappa varandra och detta kan vi se i figuren. Å andra sidan kommer lägena från varje slinga som är närmast varandra att låsa och hålla tillbaka bandet passerar de andra hålrumslägena.
Följande figur visar det enda slingans fasbrusspektrum med sidolägena bredvid dubbelslingaspektrumet med sidoläget undertryckt nedan. Utbytet av systemet är fasbruset och det är ett genomsnitt av bruset från de två slingorna oberoende, det finns inget fasbrus bara en lång slinga. Därför stöder båda öglorna sidolägena och de elimineras inte helt, men de undertrycks.
Single Loop Phase Noise Spectrum
Tillämpning av OEO
Den högpresterande optoelektriska oscillatorn är ett viktigt element i applikationsområdet. Till exempel
- Flyg-och rymdteknik
- Satellitkommunikationslänkar
- Navigationssystem.
- Exakt meteorologisk tids- och frekvensmätning
- Trådlös kommunikation länkar
- Modern radarteknik
I den här artikeln har vi diskuterat Opto-Electronic Oscillator Circuit Operation and Applications. Jag hoppas att du genom att läsa den här artikeln har fått grundläggande kunskaper om den optoelektroniska oscillatorkretsen. Om du har frågor om den här artikeln eller för att veta om olika typer av oscillatorkretsar med dess applikationer gärna kommentera i avsnittet nedan. Här är frågan för dig, vilka funktioner har den optoelektroniska oscillatorn?
