Rangkaian Osilator Optoelektronik - Prinsip Kerja dan Aplikasi
Rangkaian osilator optoelektronik sebanding dengan rangkaian umpan balik optoelektronik yang didirikan oleh Neyer dan Voges pada tahun 1982. Pada tahun 1984 oleh Nakazawa dan kemudian pada tahun 1992 oleh Lewis.
Osilator Optoelektronik didasarkan pada konversi energi cahaya kontinu dari laser pompa ke frekuensi radio, microwave atau sinyal mm-wave. Osilator optoelektronik ditandai oleh faktor Q berkualitas tinggi dan stabilitas dan karakteristik fungsional lainnya tidak dengan senang hati dicapai dengan osilator elektronik.
Hasilnya adalah perilaku unik dengan penggunaan komponen elektro-optik dan photonik dan mereka umumnya dicirikan oleh frekuensi tinggi, dispersi rendah dan kecepatan tinggi dalam frekuensi gelombang mikro.
Output dari modulator intensitas optik dilewatkan melalui garis penundaan serat optik yang panjang dan menjadi Photodioda. Sinyal listrik yang ditingkatkan diterapkan dan disetujui melalui Band pass filter elektronik.
Untuk melengkapi rongga/cavity optoelektronik, output filter dihubungkan ke input RF dari modulator intensitas. Jika gain rongga lebih besar daripada kerugian/loss, maka osilator optoelektronik akan memulai osilasi. Band Pass Filter elektronik memilih frekuensi mode bebas lainnya yang berkurang yang berada di bawah ambang batas.
Osilator optoelektronik berbeda dari rangkaian sebelum optoelektronik dengan menggunakan kehilangan yang sangat rendah dari garis penundaan serat optik untuk menghasilkan rongga dengan faktor Q yang sangat tinggi.
Faktor Q adalah rasio energi yang tersimpan dalam rongga dibandingkan hilangnya rongga. Dengan demikian, hilangnya garis penundaan serat adalah dalam urutan 0.2dB/km dengan sedikit kehilangan yang kecil serat yang sangat panjang disimpan dalam sejumlah besar energi.
Karena faktor Q, osilator optoelektronik dapat mencapai level 108 dengan mudah dan dapat menerjemahkan ke sinyal clock 10GHz dengan noise fasa 140 dBc/Hz pada offset 10kHz. Grafik berikut menunjukkan jitter pengaturan waktu yang diperlukan untuk konverter analog ke digital pada laju sampling.
Dalam grafik, kita dapat melihat peningkatan timing jitter, yang berasal dari noise fasa osilator optoelektronik memiliki ketergantungan akar kuadrat terbalik pada panjang serat.
Sebagai contoh, panjang serat 3 km akan menghasilkan jarak mode rongga sekitar 67 kHz. Band Pass Filter listrik berkualitas tinggi pada 10GHz memiliki bandwidth 3dB 10MHz. Oleh karena itu akan ada banyak mode tidak berosilasi untuk melanjutkan melalui band pass filter listrik dan dapat hadir dalam pengukuran noise fasa.
Ada metode lain untuk mengurangi masalah ini dengan panjang serat kedua ke dalam osilator Optolistrik. Gambar tersebut menunjukkan contoh jenis osilator optoelektronik ini. Akan ada set mode rongga sendiri untuk loop kedua osilator optoelektronik.
Jika panjang loop kedua bukan kelipatan harmonik dari loop pertama, maka mode rongga tidak akan tumpang tindih satu sama lain dan ini bisa kita lihat pada gambar. Di sisi lain mode dari setiap loop yang paling dekat satu sama lain akan mengunci dan menahan band melewati mode rongga lainnya.
Gambar berikut menunjukkan spektrum noise fasa loop tunggal dengan mode samping di sebelah spektrum loop ganda dengan mode samping ditekan di bawah. Pertukaran sistem adalah noise fasa dan itu adalah rata-rata kebisingan dari dua loop secara independen, tidak ada noise fasa hanya loop panjang.
Oleh karena itu, kedua loop mendukung mode samping dan mereka sama sekali tidak dihilangkan, tetapi mereka ditekan.
Osilator Optoelektronik didasarkan pada konversi energi cahaya kontinu dari laser pompa ke frekuensi radio, microwave atau sinyal mm-wave. Osilator optoelektronik ditandai oleh faktor Q berkualitas tinggi dan stabilitas dan karakteristik fungsional lainnya tidak dengan senang hati dicapai dengan osilator elektronik.
Hasilnya adalah perilaku unik dengan penggunaan komponen elektro-optik dan photonik dan mereka umumnya dicirikan oleh frekuensi tinggi, dispersi rendah dan kecepatan tinggi dalam frekuensi gelombang mikro.
Apa yang dimaksud dengan Osilator Optoelektronik?
Osilator Optoelektronik adalah rangkaian Optoelektronik. Output dari rangkaian adalah dalam bentuk gelombang sinus atau sinyal gelombang kontinu termodulasi. Ini adalah perangkat di mana kebisingan fasa osilator tidak meningkatkan frekuensi dan tunduk pada penerapan osilator elektronik seperti Osilator kristal, resonator dielektrik, dan keluarga resonator dielektrik.Operasi Dasar Osilator Optoelektronik
Gambar berikut ini menunjukkan operasi osilator Optoelektronik dan dengan mengamati rangkaian osilator optoelektronik dimulai dengan laser gelombang kontinu yang menembus ke modulator intensitas.Output dari modulator intensitas optik dilewatkan melalui garis penundaan serat optik yang panjang dan menjadi Photodioda. Sinyal listrik yang ditingkatkan diterapkan dan disetujui melalui Band pass filter elektronik.
Untuk melengkapi rongga/cavity optoelektronik, output filter dihubungkan ke input RF dari modulator intensitas. Jika gain rongga lebih besar daripada kerugian/loss, maka osilator optoelektronik akan memulai osilasi. Band Pass Filter elektronik memilih frekuensi mode bebas lainnya yang berkurang yang berada di bawah ambang batas.
Osilator optoelektronik berbeda dari rangkaian sebelum optoelektronik dengan menggunakan kehilangan yang sangat rendah dari garis penundaan serat optik untuk menghasilkan rongga dengan faktor Q yang sangat tinggi.
Faktor Q adalah rasio energi yang tersimpan dalam rongga dibandingkan hilangnya rongga. Dengan demikian, hilangnya garis penundaan serat adalah dalam urutan 0.2dB/km dengan sedikit kehilangan yang kecil serat yang sangat panjang disimpan dalam sejumlah besar energi.
Karena faktor Q, osilator optoelektronik dapat mencapai level 108 dengan mudah dan dapat menerjemahkan ke sinyal clock 10GHz dengan noise fasa 140 dBc/Hz pada offset 10kHz. Grafik berikut menunjukkan jitter pengaturan waktu yang diperlukan untuk konverter analog ke digital pada laju sampling.
Dalam grafik, kita dapat melihat peningkatan timing jitter, yang berasal dari noise fasa osilator optoelektronik memiliki ketergantungan akar kuadrat terbalik pada panjang serat.
Multi-Loop Osilator Optoelektronik
Gambar ini menunjukkan osilator Optoelektronik dual loop dengan mode rongga dalam band pass filter. Untuk mencapai faktor Q tinggi untuk osilator Optoelektronik harus ada panjang serat maksimum. Jika panjang serat meningkatkan ruang antara mode rongga akan berkurang.Sebagai contoh, panjang serat 3 km akan menghasilkan jarak mode rongga sekitar 67 kHz. Band Pass Filter listrik berkualitas tinggi pada 10GHz memiliki bandwidth 3dB 10MHz. Oleh karena itu akan ada banyak mode tidak berosilasi untuk melanjutkan melalui band pass filter listrik dan dapat hadir dalam pengukuran noise fasa.
Ada metode lain untuk mengurangi masalah ini dengan panjang serat kedua ke dalam osilator Optolistrik. Gambar tersebut menunjukkan contoh jenis osilator optoelektronik ini. Akan ada set mode rongga sendiri untuk loop kedua osilator optoelektronik.
Jika panjang loop kedua bukan kelipatan harmonik dari loop pertama, maka mode rongga tidak akan tumpang tindih satu sama lain dan ini bisa kita lihat pada gambar. Di sisi lain mode dari setiap loop yang paling dekat satu sama lain akan mengunci dan menahan band melewati mode rongga lainnya.
Gambar berikut menunjukkan spektrum noise fasa loop tunggal dengan mode samping di sebelah spektrum loop ganda dengan mode samping ditekan di bawah. Pertukaran sistem adalah noise fasa dan itu adalah rata-rata kebisingan dari dua loop secara independen, tidak ada noise fasa hanya loop panjang.
Oleh karena itu, kedua loop mendukung mode samping dan mereka sama sekali tidak dihilangkan, tetapi mereka ditekan.
Aplikasi Osilator Optoelektronik
Osilator Optoelektrik berkinerja tinggi adalah elemen utama dalam rangkaian aplikasi. Seperti- Rekayasa dirgantara
- Tautan komunikasi satelit
- Sistem navigasi
- Pengukuran waktu dan frekuensi meteorologi yang tepat
- Tautan komunikasi nirkabel
- Teknologi radar modern