Elektrotechnik

Elektrooptische PLL - Schmalbandige optische Signale für die Kommunikationstechnik

Ref.-Nr. 6523

Keywords: PLL, phase-locked loop, Elektrooptische Phasenregelkreis mit optischem Ausgang, Frequenzstabilisierungssystem von elektrooptischen Oszillatoren

Um in der Nachrichten- oder der Mess- und Regeltechnik Frequenzen zu erzeugen, frequenz- oder phasenmodulierte Signale zu demodulieren oder den Takt zu synchronisieren oder rückzugewinnen, nutzt man „phase-locked loop“-Regelschleifen, kurz PLL-Schaltungen genannt.

Die neuartige elektrooptische PLL-Schaltung aus der Universität Paderborn erzeugt ein intensitätsmoduliertes optisches Signal. Sie besteht aus einer elektrischen Signalquelle mit einem Sinussignal, einer elektrischen Signalquelle mit einem Rampensignal, einem Summierer, einem elektrooptischen Modulator, zwei Photodioden, einem Low-Pass-Filter (LF) und einem elektrooptischen Oszillator, der basierend auf der Steuerspannung seine Frequenz ändert. Das Sinussignal und das Rampensignal werden im Summierer addiert und das erhaltene Summensignal auf einen elektrooptischen Modulator geführt. Im elektrooptischen Oszillator wird das optisches Eingangssignal mit Hilfe des Summensignals so moduliert, dass sich aufgrund der nichtlinearen Kennlinie das Verhalten eines Square-Law-Mixers ergibt. Das resultierende Signal wird auf Photodioden (PD1; PD2) geleitet, ein anschließender Low-Pass-Filter entfernt die unerwünschten Harmonischen aus dem elektrischen Signal der Photodioden, das proportional zum Phasen- und Frequenzunterschied ist. Das resultierende elektrische Signal wird als Eingangssignal für den elektrooptischen Oszillator (EO) verwendet, wodurch der elektrooptische Oszillator auf das Produkt des Sinussignals und des Rampensignals gelockt wird.

Vorteile

  • Effiziente optische Signalstabilisierung
  • Erzeugung von optisch schmalbandigen Signalen
  • Erzeugung von optischen FMCW-Rampen

Kommerzielle Anwendung

Besonders geeignet ist die elektrooptische PLL für Radarsysteme mit optischer Taktverteilung oder Radio over Fiber Systeme (RoF), die optische Signale mit einer möglichst schmalbandigen spektralen Charakteristik benötigen, damit der drahtlose Kanal möglichst effizient genutzt werden kann.

Aktueller Stand

Eine Anmeldung beim Deutschen Patent- und Markenamt sowie eine weitere EP-Anmeldung sind erfolgt. Wir bieten interessierten Unternehmen die Möglichkeit der Lizenzierung sowie die Weiterentwicklung der Technologie in Zusammenarbeit mit den Erfindern an der Universität Paderborn an.

Technologie-Reifegrad

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Nachweis der Funktionstüchtigkeit

Eine Erfindung der Universität Paderborn.

Dipl.-Ing. Martin van Ackeren

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