البصريات الإلكترونية دائرة مذبذب قابلة للمقارنة إلى دوائر التغذية المرتدة الإلكترونية الضوئية التي أنشأتها Neyer و Voges في عام 1982. في عام 1984 من قبل ناكازاوا وبعد ذلك في عام 1992 بواسطة لويس. يعتمد مذبذب البصريات الإلكترونية على تحويل الطاقة الضوئية المستمرة من ليزر المضخة إلى ترددات الراديو أو الموجات الدقيقة أو إشارة الموجة ملم. يتميز OEO بعامل Q عالي الجودة والاستقرار والخصائص الوظيفية الأخرى التي لا تتحقق بكل سرور باستخدام المذبذب الإلكتروني. والنتيجة هي سلوك فريد من خلال استخدام المكونات الكهروضوئية والفوتونية وتتميز عمومًا بالتردد العالي والتشتت المنخفض والسرعة العالية في تردد الميكروويف.
ما هو مذبذب البصريات الإلكترونية؟
المذبذب الكهروضوئي عبارة عن دائرة إلكترونية ضوئية. يكون خرج الدائرة على شكل موجة جيبية أو إشارة موجة مستمرة معدلة. هو جهاز لا تزيد فيه ضوضاء الطور للمذبذب التردد ويخضع لتنفيذ المذبذبات الإلكترونية مثل مذبذب الكريستال ، مرنان عازل ، ومرنان عازل سيدي.
مذبذب بصري إلكتروني
التشغيل الأساسي لـ OEO
يوضح الشكل التالي تشغيل المذبذب الإلكتروني البصري ومن خلال مراقبة الدائرة ، يبدأ مذبذب الكهروضوئي مع ليزر الموجة المستمرة الذي يخترق معدل الكثافة. يتم تمرير ناتج مُعدِّل الكثافة الضوئية عبر خط تأخير طويل من الألياف البصرية و في الثنائي الضوئي . يتم تطبيق الإشارة الكهربائية المحسنة والموافقة عليها من خلال مرشح ممر النطاق الإلكتروني.
التشغيل الأساسي لـ OEO
لإكمال التجويف الإلكتروني البصري ، يتم توصيل خرج المرشح بمدخل التردد اللاسلكي لمعدل الكثافة. إذا كان كسب التجويف أكبر من الخسارة ، فسيبدأ التذبذب الإلكتروني البصري في التذبذب. يختار مرشح تمرير النطاق الإلكتروني تردد أوضاع التشغيل الحر الأخرى المتناقصة للتجويف والتي تكون أقل من الحد الأدنى.
يختلف OEO عن الدائرة الكهروضوئية السابقة باستخدام الخسارة المنخفضة جدًا لـ الألياف الضوئية خط تأخير لإنتاج تجويف ذو عامل Q مرتفع للغاية. عامل Q هو نسبة الطاقة المخزنة في التجويف إلى فقدان التجويف. وبالتالي ، فإن فقدان خط تأخير الألياف يكون في حدود 0.2 ديسيبل / كم مع خسارة أقل ، يتم تخزين الألياف الطويلة جدًا بكمية كبيرة من الطاقة.
بسبب عامل Q ، يمكن لـ OEO الوصول بسهولة إلى المستوى 108 ويمكن أن تترجم إلى إشارة ساعة 10 جيجاهرتز بضوضاء طور تبلغ 140 ديسيبل / هرتز عند إزاحة 10 كيلو هرتز. يوضح الرسم البياني التالي تذبذب التوقيت المطلوب لملف محول تناظري رقمي بمعدل أخذ العينات. في الرسم البياني ، يمكننا أن نرى التحسن في اهتزاز التوقيت ، المشتق من ضوضاء الطور لـ OEO له اعتماد عكسي على الجذر التربيعي على طول الألياف.
مذبذب بصري إلكتروني متعدد الحلقات
يوضح الشكل المذبذب الكهروضوئي ذو الحلقة المزدوجة مع وضع التجويف داخل مرشح تمرير النطاق. لتحقيق عامل Q العالي للمذبذب الكهروضوئي يجب أن يكون هناك أقصى طول للألياف. إذا زاد طول الألياف ، فسيتم تقليل المسافة بين أوضاع التجويف. على سبيل المثال ، سوف ينتج عن طول الألياف بطول 3 كيلومترات تباعد في وضع التجويف يبلغ 67 كيلو هرتز تقريبًا. مرشح تمرير النطاق الكهربائي عالي الجودة بتردد 10 جيجاهرتز وعرض نطاق ترددي ثلاثي الأبعاد يبلغ 10 ميجاهرتز. ومن ثم سيكون هناك العديد من الأوضاع غير المتذبذبة للاستمرار من خلال مرشح تمرير النطاق الكهربائي ويمكن أن تظهر في قياس ضوضاء الطور.
مذبذب بصري إلكتروني متعدد الحلقات
هناك طريقة أخرى لتقليل هذه المشكلة بطول الألياف الثانية في مذبذب البصريات الكهربائي. يوضح الشكل مثال هذا النوع من OEO. ستكون هناك مجموعة من أوضاع التجويف للحلقة الثانية من OEO. إذا لم يكن طول الحلقة الثانية مضاعفًا توافقيًا للحلقة الأولى ، فلن تتداخل أوضاع التجويف مع بعضها البعض وهذا يمكننا رؤيته في الشكل. من ناحية أخرى ، فإن الأوضاع من كل حلقة والتي هي الأقرب لبعضها البعض ستقفل وتعيق النطاق لتمرير أوضاع التجويف الأخرى.
يوضح الشكل التالي طيف ضوضاء الطور ذو الحلقة المفردة مع الأوضاع الجانبية بجوار طيف الحلقة المزدوجة مع وضع الوضع الجانبي أدناه. تبادل النظام هو ضوضاء الطور وهو متوسط ضوضاء الحلقتين بشكل مستقل ، ولا يوجد ضوضاء طور فقط حلقة طويلة. ومن ثم ، تدعم كلتا الحلقات الأوضاع الجانبية ولا يتم التخلص منها تمامًا ، ولكن يتم قمعها.
طيف ضوضاء أحادي الطور
تطبيق OEO
يعد المذبذب الكهروضوئي عالي الأداء عنصرًا رئيسيًا في مجموعة التطبيقات. مثل
- هندسة الطيران
- روابط اتصالات الأقمار الصناعية
- أنظمة الملاحة.
- قياس دقيق لوقت الأرصاد الجوية والتردد
- اتصالات لاسلكية الروابط
- تكنولوجيا الرادار الحديثة
في هذه المقالة ، ناقشنا تشغيل وتطبيقات دائرة المذبذب البصري الإلكتروني. آمل من خلال قراءة هذا المقال أن تكون قد اكتسبت بعض المعرفة الأساسية حول دائرة المذبذب الكهروضوئي. إذا كان لديك أي استفسارات حول هذه المقالة أو لمعرفة المزيد عن أنواع مختلفة من دوائر التذبذب مع تطبيقاتها لا تتردد في التعليق في القسم أدناه. إليكم السؤال ، ما هي وظائف المذبذب الكهروضوئي؟
