Opto-elektronische oscillatorcircuitwerking en toepassingen

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





De opto-elektronische oscillatorcircuit is vergelijkbaar aan de opto-elektronische feedbackcircuits die in het jaar 1982 door de Neyer en Voges tot stand zijn gebracht. In 1984 door Nakazawa en later in het jaar 1992 door Lewis. De opto-elektronische oscillator is gebaseerd op het omzetten van continue lichtenergie van de pomplaser naar radiofrequentie-, microgolf- of mm-golfsignaal. De OEO gekenmerkt door een hoogwaardige Q-factor en stabiliteit en de andere functionele kenmerken wordt niet graag bereikt met de elektronische oscillator. Het resultaat is een uniek gedrag met het gebruik van elektro-optische en fotonische componenten en ze worden over het algemeen gekenmerkt door hoge frequentie, lage dispersie en hoge snelheid in de microgolffrequentie.

Wat is een opto-elektronische oscillator?

De opto-elektronische oscillator is een opto-elektronische schakeling. De output van het circuit is in de vorm van het sinusgolf- of gemoduleerde continue golfsignaal. Het is een apparaat waarbij de faseruis van de oscillator de frequentie niet verhoogt en het is onderhevig aan de implementatie van de elektronische oscillatoren zoals kristaloscillator , diëlektrische resonator, en meneer diëlektrische resonator.




Opto-elektronische oscillator

Opto-elektronische oscillator

Basiswerking van de OEO

De volgende afbeelding toont de werking van de opto-elektronische oscillator en door het circuit te observeren, begint de opto-elektronische oscillator met continue golflaser in de intensiteitsmodulator. De output van de optische intensiteitsmodulator wordt door een lange optische vezelvertragingslijn geleid en in een fotodiode ​Het verbeterde elektrische signaal wordt toegevoerd en goedgekeurd via een elektronisch banddoorlaatfilter.



Basiswerking van de OEO

Basiswerking van de OEO

Om de Opto-elektronische holte te voltooien, is de uitgang van het filter verbonden met de RF-ingang van de intensiteitsmodulator. Als de versterking van de holte groter is dan het verlies, zal de opto-elektronische oscillator de oscillatie starten. Het elektronische banddoorlaatfilter selecteert de frequentie van de verminderde andere vrijlopende modi van de holte die onder de drempel ligt.

De OEO verschilt van het voordien opto-elektronische circuit door gebruik te maken van het zeer lage verlies van de optische vezel vertragingslijn om een ​​holte te produceren met een enorm hoge Q-factor. De Q-factor is de verhouding tussen de opgeslagen energie in de holte en het verlies aan holte. Het verlies van de vezelvertragingslijn is dus in de orde van de 0,2dB / km met een minder klein verlies, een zeer lange vezel wordt opgeslagen in een grote hoeveelheid energie.

Vanwege de Q-factor kan de OEO gemakkelijk het niveau van 108 bereiken en kan het zich vertalen naar een 10 GHz kloksignaal met een faseruis van 140 dBc / Hz bij een offset van 10 kHz. De volgende grafiek toont de vereiste timingjitter voor een analoog-digitaalomzetter met een bemonsteringssnelheid. In de grafiek kunnen we zien dat de verbetering van de timingjitter, afgeleid van de faseruis van een OEO, een omgekeerde vierkantswortelafhankelijkheid heeft van de vezellengte.


Opto-elektronische oscillator met meerdere lussen

De afbeelding toont de opto-elektronische oscillator met dubbele lus met de holtemodus binnen het banddoorlaatfilter. Om de hoge Q-factor voor de opto-elektronische oscillator te bereiken, moet er een maximale vezellengte zijn. Als de vezellengte toeneemt, wordt de ruimte tussen de holtemodi kleiner. Een lengte van 3 km van de vezel zal bijvoorbeeld een afstand tussen de caviteitsmodus van ongeveer 67 kHz opleveren. Het hoogwaardige elektrische banddoorlaatfilter is op 10 GHz en heeft een bandbreedte van 3 dB van 10 MHz. Daarom zullen er veel niet-oscillerende modi zijn om door het elektrische banddoorlaatfilter te gaan en het kan aanwezig zijn in de faseruismeting.

Opto-elektronische oscillator met meerdere lussen

Opto-elektronische oscillator met meerdere lussen

Er is een andere methode om dit probleem te verminderen door een tweede vezellengte in de opto-elektrische oscillator te brengen. De afbeelding toont het voorbeeld van dit type OEO. Er komt een eigen set holtemodi voor de tweede lus van de OEO. Als de lengte van de tweede lus geen harmonisch veelvoud is van de eerste lus, zullen de holtemodi elkaar dus niet overlappen en dit kunnen we in de figuur zien. Aan de andere kant zullen de modi van elke lus die het dichtst bij elkaar liggen de band vergrendelen en tegenhouden, passeren de andere caviteitsmodi.

De volgende afbeelding toont het enkellus-faseruis-spectrum met de zijmodi naast het dual-lusspectrum met de zij-modus hieronder onderdrukt. De uitwisseling van het systeem is de faseruis en het is een gemiddelde van de ruis van de twee lussen onafhankelijk, er is geen faseruis, alleen een lange lus. Daarom ondersteunen beide lussen de zijmodi en worden ze niet volledig geëlimineerd, maar worden ze onderdrukt.

Ruisspectrum met enkele lus

Ruisspectrum met enkele lus

Toepassing van OEO

De krachtige opto-elektrische oscillator is een belangrijk element in het toepassingsgebied. Zoals

  • Lucht- en ruimtevaarttechniek
  • Satellietcommunicatieverbindingen
  • Navigatiesystemen.
  • Nauwkeurige meteorologische tijd- en frequentiemeting
  • Draadloze communicatie links
  • Moderne radartechnologie

In dit artikel hebben we de werking en toepassingen van het opto-elektronische oscillatorcircuit besproken. Ik hoop dat je door het lezen van dit artikel wat basiskennis hebt opgedaan over het opto-elektronische oscillatorcircuit. Als u vragen heeft over dit artikel of als u meer wilt weten over het verschillende soorten oscillatorcircuits met zijn toepassingen Aarzel niet om in het onderstaande gedeelte commentaar te geven. Hier is de vraag voor u, wat zijn de functies van de opto-elektronische oscillator?