Die Optoelektronik Oszillatorschaltung ist vergleichbar zu den optoelektronischen Rückkopplungsschaltungen, die von Neyer und Voges im Jahr 1982 eingerichtet wurden. 1984 von Nakazawa und später 1992 von Lewis. Der optoelektronische Oszillator basiert auf der Umwandlung kontinuierlicher Lichtenergie vom Pumplaser in ein Hochfrequenz-, Mikrowellen- oder mm-Wellensignal. Der OEO, der sich durch einen hochwertigen Q-Faktor und Stabilität sowie die anderen funktionellen Eigenschaften auszeichnet, wird mit dem elektronischen Oszillator nicht gerne erreicht. Das Ergebnis ist ein einzigartiges Verhalten bei Verwendung elektrooptischer und photonischer Komponenten, die im Allgemeinen durch hohe Frequenz, geringe Dispersion und hohe Geschwindigkeit in der Mikrowellenfrequenz gekennzeichnet sind.
Was ist ein optoelektronischer Oszillator?
Der optoelektronische Oszillator ist eine optoelektronische Schaltung. Der Ausgang der Schaltung liegt in Form einer Sinuswelle oder eines modulierten Dauerstrichsignals vor. Es ist ein Gerät, bei dem das Phasenrauschen des Oszillators die Frequenz nicht erhöht und das der Implementierung des Oszillators unterliegt elektronische Oszillatoren wie Quarzoszillatoren , dielektrischer Resonator und Sir dielektrischer Resonator.
Optoelektronischer Oszillator
Grundlegende Bedienung des OEO
Die folgende Abbildung zeigt den Betrieb des optoelektronischen Oszillators. Durch Beobachtung der Schaltung beginnt der optoelektronische Oszillator mit einem Dauerstrichlaser, der in den Intensitätsmodulator eindringt. Der Ausgang des optischen Intensitätsmodulators wird durch eine lange optische Faserverzögerungsleitung geleitet und in eine Fotodiode . Das verbesserte elektrische Signal wird über einen elektronischen Bandpassfilter angelegt und genehmigt.
Grundlegende Bedienung des OEO
Um den elektronischen Hohlraum von Opto zu vervollständigen, wird der Ausgang des Filters mit dem HF-Eingang des Intensitätsmodulators verbunden. Wenn der Gewinn des Hohlraums größer als der Verlust ist, startet der optoelektronische Oszillator die Oszillation. Das elektronische Bandpassfilter wählt die Frequenz der verringerten anderen Freilaufmodi des Hohlraums aus, die unterhalb der Schwelle liegt.
Der OEO unterscheidet sich von der vorherigen optoelektronischen Schaltung durch die Verwendung des sehr geringen Verlusts von die optische Faser Verzögerungsleitung zur Erzeugung eines Hohlraums mit einem sehr hohen Q-Faktor. Der Q-Faktor ist das Verhältnis der im Hohlraum gespeicherten Energie zum Hohlraumverlust. Somit liegt der Verlust der Faserverzögerungsleitung in der Größenordnung von 0,2dB / km, wobei mit einem weniger geringen Verlust eine sehr lange Faser in einer großen Energiemenge gespeichert wird.
Aufgrund des Q-Faktors kann der OEO leicht den Pegel von 108 erreichen und in ein 10-GHz-Taktsignal mit einem Phasenrauschen von 140 dBc / Hz bei 10-kHz-Offset übersetzen. Die folgende Grafik zeigt den erforderlichen Timing-Jitter für eine Analog-Digital-Wandler mit einer Abtastrate. In der Grafik sehen wir die Verbesserung des Timing-Jitters, der aus dem Phasenrauschen eines OEO abgeleitet wird und eine inverse Quadratwurzelabhängigkeit von der Faserlänge aufweist.
Optoelektronischer Multi-Loop-Oszillator
Die Abbildung zeigt den optoelektronischen Doppelschleifenoszillator mit dem Hohlraummodus innerhalb des Bandpassfilters. Um den hohen Q-Faktor für den optoelektronischen Oszillator zu erreichen, sollte die maximale Faserlänge vorhanden sein. Wenn die Faserlänge zunimmt, wird der Abstand zwischen den Hohlraummoden verringert. Beispielsweise ergibt eine Länge der Faser von 3 km einen Hohlraummodenabstand von ungefähr 67 kHz. Das hochwertige elektrische Bandpassfilter mit 10 GHz hat eine 3dB-Bandbreite von 10 MHz. Daher gibt es viele nicht schwingende Modi, die durch das elektrische Bandpassfilter fortgesetzt werden können, und es kann bei der Phasenrauschmessung vorhanden sein.
Optoelektronischer Multi-Loop-Oszillator
Es gibt ein anderes Verfahren, um dieses Problem um die zweite Faserlänge in den optoelektrischen Oszillator zu reduzieren. Die Abbildung zeigt das Beispiel dieses OEO-Typs. Für die zweite Schleife des OEO wird es einen eigenen Satz von Hohlraummodi geben. Wenn die Länge der zweiten Schleife kein harmonisches Vielfaches der ersten Schleife ist, überlappen sich die Hohlraummoden nicht miteinander, und dies können wir in der Abbildung sehen. Andererseits sperren und halten die Modi von jeder Schleife, die einander am nächsten sind, das Band und passieren die anderen Hohlraummodi.
Die folgende Abbildung zeigt das Einzelschleifen-Phasenrauschspektrum mit den Seitenmoden neben dem Doppelschleifenspektrum, wobei der Seitenmodus unten unterdrückt ist. Der Austausch des Systems ist das Phasenrauschen und es ist ein Durchschnitt des Rauschens der beiden Schleifen unabhängig voneinander, es gibt kein Phasenrauschen, nur eine lange Schleife. Daher unterstützen beide Schleifen die Seitenmodi und werden nicht vollständig eliminiert, sondern unterdrückt.
Einzelschleifen-Phasenrauschspektrum
Anwendung von OEO
Der optoelektrische Hochleistungsoszillator ist ein wesentliches Element im Anwendungsbereich. Sowie
- Raumfahrttechnik
- Satellitenkommunikationsverbindungen
- Navigationssysteme.
- Präzise meteorologische Zeit- und Frequenzmessung
- Kabellose Kommunikation Links
- Moderne Radartechnologie
In diesem Artikel haben wir den Betrieb und die Anwendungen der optoelektronischen Oszillatorschaltung erörtert. Ich hoffe, dass Sie durch das Lesen dieses Artikels einige Grundkenntnisse über die optoelektronische Oszillatorschaltung erworben haben. Wenn Sie Fragen zu diesem Artikel haben oder etwas über das wissen möchten verschiedene Arten von Oszillatorschaltungen mit ihren Anwendungen Bitte zögern Sie nicht, im folgenden Abschnitt zu kommentieren. Hier ist die Frage für Sie, welche Funktionen hat der optoelektronische Oszillator?
