Octave Photonics Digital Offset Phase Locker (DOPLR)
레이저 비트 신호와 VCO 안정화를 위한 2채널 디지털 위상 잠금 서보 장치
(Octave Photonics)
Octave Photonics DOPLR은 전압으로 조정 가능한 RF 신호를 안정화하기 위한 탁상형 디지털 오프셋 위상 잠금 장치입니다. 특히 레이저 헤테로다인 비트 신호의 위상 잠금을 위해 설계되었으며, VCO와 같은 전자 신호의 주파수 안정화에도 사용할 수 있습니다. 예를 들어 Octave Photonics COSMO 모듈에서 얻은 주파수 콤의 f_ceo 비트 신호를 모드잠금 레이저와 연결해 안정화하는 구성에 활용할 수 있습니다.
이 장치는 FPGA 기반 디지털 위상 잠금 구조를 사용해 아날로그 서보 회로보다 넓은 위상 변동을 안정적으로 추적할 수 있습니다. 입력 신호가 다소 불안정하거나 잡음이 있는 경우에도, 일반적인 아날로그 믹서 방식처럼 위상 변동이 2π를 넘는 상황에서 쉽게 혼란이 생기지 않도록 설계되었습니다. 따라서 주파수 분주 회로를 추가하거나 루프 필터를 과도하게 세밀하게 조정하지 않아도, 실험실 환경에서 비교적 간단하게 위상 잠금 상태를 만들 수 있습니다.
DOPLR은 2개의 독립 입출력 채널을 제공하며, 각 채널에서 PI²D 방식의 디지털 루프 필터를 사용할 수 있습니다. 비례 제어, 두 단계의 적분 제어, 미분 제어를 조합해 빠른 응답과 장기 안정성을 함께 확보할 수 있으며, 전면 패널의 물리 버튼과 노브를 통해 자주 사용하는 설정을 직접 조정할 수 있습니다. 별도의 소프트웨어 설치 없이 장비를 켜고 입력 신호를 확인한 뒤, 루프 필터 조건을 조정해 잠금 상태를 최적화할 수 있는 점이 장점입니다.
입력 주파수 범위는 100 kHz–60 MHz이며, 입력 전압 범위는 ±1 V입니다. 빠른 출력은 -1 V에서 +1 V 범위를 제공하고, 느린 보조 출력은 0 V에서 +5 V 범위를 제공합니다. 빠른 피드백 경로는 약 1 MHz 수준의 대역폭을 제공하며, 느린 출력은 1 kHz 미만의 장기 보정 용도로 사용할 수 있습니다. 외부 기준 클록은 5 MHz, 10 MHz, 100 MHz를 지원하며, 신호 형식은 LVCMOS 또는 사인파 입력을 사용할 수 있습니다.
DOPLR의 전면 화면은 단순한 설정 표시 장치가 아니라, 위상 잠금 상태를 진단하기 위한 여러 분석 화면을 제공합니다. 전자 스펙트럼 분석 화면에서는 입력 신호의 주파수, 진폭, 신호대잡음비를 확인할 수 있고, 위상 잡음 화면에서는 현재 잠금 상태의 위상 잡음과 누적 위상 잡음을 실시간으로 확인할 수 있습니다. 루프 필터 응답 화면에서는 현재 설정된 서보 응답을 시각적으로 볼 수 있으며, 주파수 카운터 화면에서는 시간에 따른 주파수 변화와 Allan deviation을 확인해 장기 안정성을 평가할 수 있습니다.
실험 운용 측면에서도 편의성이 높습니다. 현재 잠금 상태, 위상 잡음, 신호대잡음비, 잠금 유지 시간, 최근 오류 발생 시점, 빠른 출력과 느린 출력 전압을 한 화면에서 확인할 수 있습니다. 전면 USB 포트를 통해 스펙트럼, 위상 잡음, 주파수 카운터, Allan deviation 데이터를 CSV 형식으로 저장할 수 있으며, 후면 HDMI 출력으로 외부 모니터에 연결해 더 큰 화면에서 상태를 확인할 수도 있습니다. USB Type B 기반 통신 포트를 통해 장비 제어와 자동화 구성도 가능합니다.
DOPLR은 주파수 콤 안정화, f_ceo 비트 잠금, 레이저 헤테로다인 비트 신호 안정화, VCO 주파수 안정화, 광학 주파수 표준, 정밀 RF 제어 실험에 적합합니다. 특히 COSMO, GECO, 주파수 콤, 모드잠금 레이저, RF 기준 신호, 피드백 제어 장비를 함께 사용하는 실험에서 디지털 위상 잠금 장치를 간단하게 구성할 수 있습니다. Octave Photonics DOPLR은 디지털 위상 잠금 장치, RF 신호 안정화 장치, f_ceo 안정화 서보, 레이저 비트 신호 잠금 장치, 2채널 디지털 서보 컨트롤러를 찾는 연구실에 적합한 고속 제어 솔루션입니다.
특징
■ 2채널 PI²D 제어를 지원하는 고대역폭 주파수 락킹 컨트롤러
■ 약 1 MHz 대역폭으로 빠르고 안정적인 실시간 피드백 제어 구현
■ 촉각식 인터페이스와 락 상태 인디케이터로 직관적인 장비 운용 지원
■ 독립적인 2개 I/O 채널과 보조 저속 피드백 출력으로 장기 락킹 안정성 향상
■ 5 / 10 / 100 MHz 내부·외부 클럭 입력을 지원하는 유연한 동기화 구성
■ Zero-deadtime 주파수 카운터와 실시간 OADEV 분석으로 정밀 주파수 안정도 평가 가능
■ 전면 USB 포트를 통한 측정 데이터 간편 내보내기 지원
■ 후면 HDMI 모니터 출력으로 외부 디스플레이 연결 가능
■ Programming API와 오픈소스 기반 소프트웨어로 시스템 통합 및 기능 확장 지원
제품 사양
| Model | DOPLR |
| Power Supply Voltage | 100-240 VAC |
| Typical Operating Current Draw | 180 mA @ 120 VAC |
| Input Voltage Range | ± 1 V (10 dBm, 50 Ω) (Internal DC block supports <25 V static offsets) |
| Input Frequency Range | 100 kHz to 60 MHz |
| Fast Output Voltage Range | -1 V to +1 V |
| Slow Output Voltage Range | 0 V to +5 V |
| Feedback Bandwidth | 1 MHz (fast) <1 kHz (slow) |
| External Clock Source | 5/10/100 MHz 0-13 dBm LVCMOS or sine wave |
| Channel-to-Channel Crosstalk | -50 dB or lower |
| Power Connector Style | IEC 320-C14 |
| Serial Comms Connector Style | USB Type B |
| External Monitor Connector Style | HDML |
| Case Dimensions (W x H x D) | 310 x 110 x 155 mm |
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