Opto-elektronik osilatör devresi karşılaştırılabilir 1982 yılında Neyer ve Voges tarafından kurulan optoelektronik geri besleme devrelerine. 1984'te Nakazawa ve daha sonra 1992 yılında Lewis tarafından. Opto-elektronik osilatör, pompa lazerinden gelen sürekli ışık enerjisinin radyo frekansına, mikrodalga veya mm-dalga sinyaline dönüştürülmesine dayanır. Yüksek kaliteli Q faktörü ve stabilite ile karakterize edilen OEO ve diğer işlevsel özellikler, elektronik osilatör ile memnuniyetle elde edilemez. Sonuç, elektro-optik ve fotonik bileşenlerin kullanımıyla benzersiz bir davranış halindedir ve bunlar genellikle mikrodalga frekansında yüksek frekans, düşük dağılım ve yüksek hız ile karakterize edilir.
Opto-Elektronik Osilatör nedir?
Optoelektronik osilatör bir Opto-elektronik devredir. Devrenin çıkışı sinüs dalgası veya modüle edilmiş sürekli dalga sinyali şeklindedir. Osilatörün faz gürültüsünün frekansı artırmadığı ve uygulanmasına bağlı bir cihazdır. kristal osilatör gibi elektronik osilatörler , dielektrik rezonatör ve sir dielektrik rezonatör.
Opto-Elektronik Osilatör
OEO'nun Temel Çalışması
Aşağıdaki şekil Opto-elektronik osilatörün çalışmasını göstermektedir ve Optoelektronik osilatör, sürekli dalga lazerinin yoğunluk modülatörüne girmesiyle başlar. Optik yoğunluk modülatörünün çıkışı uzun bir fiber optik gecikme hattından geçirilir ve bir fotodiyot içine . Geliştirilmiş elektrik sinyali, bir elektronik bant geçiren filtre aracılığıyla uygulanır ve onaylanır.
OEO'nun temel çalışması
Opto elektronik boşluğu tamamlamak için filtrenin çıkışı yoğunluk modülatörünün RF girişine bağlanır. Boşluğun kazancı kayıptan büyükse, optoelektronik osilatör osilasyonu başlatır. Elektronik bant geçiş filtresi, eşiğin altında kalan boşluğun diğer serbest çalışma modlarının azalmış frekansını seçer.
OEO, çok düşük kayıp kaybını kullanarak Optoelektronik devreden öncekinden farklıdır. optik fiber çok yüksek Q faktörlü bir boşluk oluşturmak için gecikme çizgisi. Q faktörü, boşlukta depolanan enerjinin boşluk kaybına oranıdır. Dolayısıyla, fiber gecikme hattının kaybı 0.2dB / km mertebesindedir ve daha az kayıpla çok uzun bir fiber büyük miktarda enerji içinde depolanır.
Q faktörü sayesinde, OEO kolaylıkla 108 seviyesine ulaşabilir ve 10kHz ofsette 140 dBc / Hz faz gürültüsü ile 10GHz saat sinyaline çevirebilir. Aşağıdaki grafik, bir analogtan dijitale dönüştürücü örnekleme oranında. Grafikte, bir OEO'nun faz gürültüsünden kaynaklanan zamanlama seğirmesindeki gelişmenin, fiber uzunluğuna ters karekök bağımlılığı olduğunu görebiliriz.
Çok Döngülü Opto-Elektronik Osilatör
Şekilde, bant geçiş filtresi içindeki boşluk modu ile çift döngülü Optoelektronik osilatör gösterilmektedir. Optoelektronik osilatör için yüksek Q faktörüne ulaşmak için maksimum fiber uzunluğu olmalıdır. Lif uzunluğu artarsa, boşluk modları arasındaki boşluk azalır. Bir örnek olarak, fiberin 3 km'lik bir uzunluğu, yaklaşık olarak 67 kHz'lik bir boşluk modu aralığı verecektir. Yüksek kaliteli elektriksel bant geçiş filtresi 10GHz'de olup 10MHz'lik 3dB bant genişliğine sahiptir. Bu nedenle, elektriksel bant geçiş filtresinden devam etmek için birçok salınımsız mod olacaktır ve bu, faz gürültüsü ölçümünde mevcut olabilir.
Çok Döngülü Opto-Elektronik Osilatör
Opto-elektrik osilatöre ikinci fiber uzunluğu kadar bu sorunu azaltmak için başka bir yöntem vardır. Şekil, bu tür bir OEO örneğini göstermektedir. OEO'nun ikinci döngüsü için kendi boşluk modları seti olacaktır. İkinci döngünün uzunluğu birinci döngünün harmonik bir katı değilse, bu nedenle boşluk modları birbiriyle çakışmayacaktır ve bunu şekilde görebiliriz. Öte yandan, her döngüden birbirine en yakın olan modlar, diğer boşluk modlarını geçerek bandı kilitler ve geri tutar.
Aşağıdaki şekil, aşağıda bastırılmış yan mod ile ikili döngü spektrumunun yanındaki yan modlarla tek döngü fazlı gürültü spektrumunu göstermektedir. Sistemin değişimi, faz gürültüsüdür ve bağımsız olarak iki döngünün gürültüsünün ortalamasıdır, sadece uzun bir döngüde faz gürültüsü yoktur. Dolayısıyla, her iki döngü de yan modları destekler ve tamamen ortadan kaldırılmaz, ancak bastırılır.
Tek Döngü Fazlı Gürültü Spektrumu
OEO uygulaması
Yüksek performanslı Optoelektrik osilatör, uygulama yelpazesinde önemli bir unsurdur. Gibi
- Uzay Mühendisliği
- Uydu iletişim bağlantıları
- Navigasyon sistemleri.
- Hassas meteorolojik zaman ve frekans ölçümü
- Kablosuz iletişim bağlantılar
- Modern radar teknolojisi
Bu yazımızda Opto-Elektronik Osilatör Devresi Çalışması ve Uygulamalarını tartıştık. Umarım bu makaleyi okuyarak Optoelektronik osilatör devresi hakkında bazı temel bilgiler edindiniz. Bu makale hakkında herhangi bir sorunuz varsa veya uygulamaları ile farklı osilatör devreleri lütfen aşağıdaki bölümde yorum yapmaktan çekinmeyin. İşte size soru, Optoelektronik osilatörün işlevleri nelerdir?
