Operasi dan Aplikasi Litar Pengayun Opto-Elektronik

Opto-elektronik litar pengayun setanding ke rangkaian maklum balas optoelektronik yang ditubuhkan oleh Neyer dan Voges pada tahun 1982. Pada tahun 1984 oleh Nakazawa dan kemudian pada tahun 1992 oleh Lewis. Pengayun Opto-elektronik didasarkan pada penukaran tenaga cahaya berterusan dari laser pam ke frekuensi radio, gelombang mikro atau isyarat gelombang mm. OEO yang dicirikan oleh faktor Q berkualiti tinggi dan kestabilan dan ciri-ciri fungsi lain tidak dapat dicapai dengan senang dengan pengayun elektronik. Hasilnya adalah dalam tingkah laku yang unik dengan penggunaan komponen elektro-optik dan fotonik dan mereka umumnya dicirikan oleh frekuensi tinggi, penyebaran rendah dan kelajuan tinggi dalam frekuensi gelombang mikro.

Apa itu Pengayun Opto-Elektronik?

Pengayun Optoelektronik adalah litar Opto-elektronik. Keluaran litar adalah dalam bentuk gelombang sinus atau isyarat gelombang berterusan yang dimodulasi. Ini adalah alat di mana fasa kebisingan pengayun tidak meningkatkan frekuensi dan tertakluk kepada pelaksanaan pengayun elektronik seperti pengayun kristal , resonator dielektrik, dan resonator dielektrik sir.

Pengayun Opto-Elektronik

Operasi Asas OEO

Gambar berikut menunjukkan pengoperasian pengayun Opto-elektronik dan dengan memerhatikan litar pengayun Optoelektronik bermula dengan laser gelombang berterusan menembusi ke modulator intensiti. Output modulator intensiti optik dilalui melalui garis kelewatan gentian optik yang panjang dan menjadi fotodiod . Isyarat elektrik yang lebih baik digunakan dan diluluskan melalui penapis jalur lebar elektronik.

Operasi asas OEO

Untuk menyelesaikan rongga elektronik Opto, output penapis disambungkan ke input RF modulator intensiti. Sekiranya keuntungan rongga lebih besar daripada kerugian, maka osilator optoelektronik akan memulakan ayunan. Penapis lulus jalur elektronik memilih frekuensi pengurangan rongga jalan bebas lain yang berada di bawah ambang.

OEO berbeza dengan litar Optoelektronik sebelumnya dengan menggunakan kerugian yang sangat rendah gentian optik garis kelewatan untuk menghasilkan rongga dengan faktor Q tinggi yang besar. Faktor Q adalah nisbah tenaga yang tersimpan di rongga berbanding kehilangan rongga. Oleh itu, kehilangan garis kelewatan serat berada dalam urutan 0.2dB / km dengan kehilangan yang kurang sedikit serat yang sangat panjang disimpan dalam jumlah tenaga yang banyak.

Kerana faktor Q, OEO dapat mencapai tahap 108 dengan mudah dan ia dapat diterjemahkan ke isyarat jam 10GHz dengan bunyi fasa 140 dBc / Hz pada 10kHz ofset. Grafik berikut menunjukkan jitter pemasa yang diperlukan untuk penukar analog ke digital pada kadar persampelan. Dalam grafik, kita dapat melihat peningkatan dalam pemasaan waktu, yang berasal dari kebisingan fasa OEO yang mempunyai ketergantungan akar kuadrat terbalik pada panjang serat.

Pengayun Multi-Gelung Opto-Elektronik

Gambar menunjukkan osilator Optoelektronik gelung ganda dengan mod rongga dalam penapis lulus jalur. Untuk mencapai faktor Q yang tinggi untuk pengayun Optoelektronik mesti ada panjang serat maksimum. Sekiranya panjang gentian meningkat ruang antara mod rongga akan berkurang. Sebagai contoh, panjang gentian 3 km akan menghasilkan jarak mod rongga sekitar 67 kHz. Penapis lulus jalur elektrik berkualiti tinggi pada 10GHz mempunyai lebar jalur 3dB 10MHz. Oleh itu, akan ada banyak mod tanpa skala untuk meneruskan penuras lulus jalur elektrik dan ia boleh hadir dalam pengukuran kebisingan fasa.

Pengayun Multi-Gelung Opto-Elektronik

Terdapat kaedah lain untuk mengurangkan masalah ini dengan panjang serat kedua ke dalam osilator Opto-elektrik. Rajah menunjukkan contoh OEO jenis ini. Akan ada set mod rongga sendiri untuk gelung kedua OEO. Sekiranya panjang gelung kedua bukan gandaan harmonik dari gelung pertama, maka mod rongga tidak akan bertindih antara satu sama lain dan ini dapat kita lihat dalam gambar. Sebaliknya mod dari setiap gelung yang paling dekat antara satu sama lain akan mengunci dan menahan band melewati mod rongga yang lain.

Gambar berikut menunjukkan spektrum bunyi fasa gelung tunggal dengan mod sisi di sebelah spektrum gelung ganda dengan mod sisi ditekan di bawah. Pertukaran sistem adalah kebisingan fasa dan rata-rata kebisingan kedua gelung secara bebas, tidak ada bunyi fasa hanya gelung panjang. Oleh itu, kedua-dua gelung menyokong mod sampingan dan mereka sama sekali tidak dihilangkan, tetapi ditekan.

Spektrum Kebisingan Fasa Gelung Tunggal

Permohonan OEO

Pengayun Optoelektrik berprestasi tinggi adalah elemen utama dalam pelbagai aplikasi. Seperti

• Kejuruteraan aeroangkasa
• Pautan komunikasi satelit
• Sistem navigasi.
• Pengukuran masa dan frekuensi meteorologi yang tepat
• Komunikasi tanpa wayar pautan
• Teknologi radar moden

Dalam artikel ini, kami telah membincangkan Operasi dan Aplikasi Litar Pengayun Opto-Elektronik. Saya harap dengan membaca artikel ini, anda telah memperoleh beberapa pengetahuan asas mengenai rangkaian osilator Optoelektronik. Sekiranya anda mempunyai pertanyaan mengenai artikel ini atau mengetahui tentang artikel ini pelbagai jenis litar pengayun dengan aplikasinya sila komen di bahagian bawah. Inilah soalan untuk anda, apakah fungsi osilator Optoelektronik?