การล็อกด้วยการฉีด (Injection locking)และการดึงด้วยการฉีด (Injection pulling)เป็นปรากฏการณ์ทางความถี่ที่สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อออสซิลเลเตอร์แบบฮาร์มอนิกถูกรบกวนโดยออสซิลเลเตอร์ตัวที่สองที่ทำงานที่ความถี่ใกล้เคียงกัน เมื่อการเชื่อมต่อมีความแรงมากพอและความถี่ใกล้เคียงกันมากพอ ออสซิลเลเตอร์ตัวที่สองสามารถจับออสซิลเลเตอร์ตัวแรกได้ ทำให้ความถี่ของออสซิลเลเตอร์ตัวแรกนั้นแทบจะเหมือนกับออสซิลเลเตอร์ตัวที่สอง นี่คือการล็อกด้วยการฉีด เมื่อออสซิลเลเตอร์ตัวที่สองเพียงแค่รบกวนออสซิลเลเตอร์ตัวแรกแต่ไม่ได้จับมัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการดึงด้วยการฉีด ปรากฏการณ์การล็อกและการดึงด้วยการฉีดนั้นพบได้ในระบบทางกายภาพหลายประเภท แต่คำศัพท์เหล่านี้มักเกี่ยวข้องกับออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์หรือ เรโซเน เตอร์ เลเซอร์เป็นส่วนใหญ่

การล็อกด้วยการฉีดสัญญาณถูกนำมาใช้ประโยชน์และชาญฉลาดในการออกแบบโทรทัศน์และออสซิลโลสโคปในยุคแรกๆ ทำให้สามารถซิงโครไนซ์อุปกรณ์กับสัญญาณภายนอกได้ในราคาที่ค่อนข้างต่ำ การล็อกด้วยการฉีดสัญญาณยังถูกนำมาใช้ในวงจรเพิ่มความถี่ที่มีประสิทธิภาพสูงอีกด้วย อย่างไรก็ตาม การล็อกและการดึงสัญญาณด้วยการฉีดสัญญาณ หากไม่ตั้งใจ อาจทำให้ประสิทธิภาพของวงจรล็อกเฟสและวงจรรวมRF ลดลง ได้

การดึงการฉีดและการล็อกการฉีดสามารถสังเกตได้ในระบบทางกายภาพจำนวนมากที่ออสซิลเลเตอร์คู่หนึ่งถูกเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน บางทีคนแรกที่บันทึกผลกระทบเหล่านี้คือChristiaan Huygensผู้ประดิษฐ์นาฬิกาลูกตุ้มซึ่งประหลาดใจที่พบว่านาฬิกาลูกตุ้มสองเรือนซึ่งปกติจะเดินเวลาต่างกันเล็กน้อย กลับซิงโครไนซ์กันได้อย่างสมบูรณ์แบบเมื่อแขวนไว้บนคานเดียวกัน นักวิจัยสมัยใหม่ได้ยืนยันข้อสงสัยของเขาว่าลูกตุ้มถูกเชื่อมต่อกันด้วยการสั่นสะเทือนเล็กๆ ไปมาในคานไม้^{[ 1 ]}นาฬิกาทั้งสองเรือนจึงถูกล็อกด้วยการฉีดที่ความถี่เดียวกัน

ในออ สซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าสมัยใหม่สัญญาณการล็อกด้วยการฉีดอาจไปรบกวนแรงดันควบคุมความถี่ต่ำ ทำให้สูญเสียการควบคุม เมื่อใช้งานอย่างตั้งใจ การล็อกด้วยการฉีดจะช่วยลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก และอาจลดสัญญาณรบกวนเฟส ได้ เมื่อเทียบกับ เทคนิคการออกแบบ ตัวสังเคราะห์ความถี่และPLL อื่นๆ ในทำนองเดียวกัน ความถี่เอาต์พุตของเลเซอร์ขนาดใหญ่สามารถทำให้บริสุทธิ์ได้โดยการล็อกด้วยการฉีดเลเซอร์อ้างอิงที่มีความแม่นยำสูง (ดูที่ตัวสร้างสัญญาณเริ่มต้น )

ออสซิลเลเตอร์แบบล็อกด้วยการฉีด ( ILO ) โดยทั่วไปจะใช้พื้นฐานจากออสซิลเลเตอร์ LC แบบไขว้มีการนำไปใช้สำหรับการแบ่งความถี่^{[ 2 ]}หรือการลดสัญญาณรบกวนในPLLโดยใช้รูปคลื่นไซน์บริสุทธิ์เป็นอินพุต มีการนำไปใช้ในการกู้คืนสัญญาณนาฬิกาและข้อมูลแบบต่อเนื่อง (CDR) หรือการกู้คืนสัญญาณนาฬิกาเพื่อฟื้นฟูสัญญาณนาฬิกาโดยอาศัยวงจรสร้างพัลส์ก่อนหน้าเพื่อแปลงข้อมูลแบบ non-return-to-zero (NRZ) เป็นรูปแบบ pseudo-return-to-zero (PRZ) ^{[ 3 ]}หรือวงจรปรับเวลาที่ไม่สมบูรณ์แบบที่อยู่ฝั่งตัวส่งสัญญาณเพื่อเชื่อมต่อสัญญาณนาฬิกาเข้ากับข้อมูล^{[ 4 ]}ในช่วงปลายทศวรรษ 2000 ILO ถูกนำมาใช้สำหรับแผนการกู้คืนสัญญาณนาฬิกาแบบ burst-mode ^{[ 5 ]}

ความสามารถในการล็อกความถี่ด้วยสัญญาณกระตุ้นเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของออสซิลเลเตอร์ทุกชนิด (ไม่ว่าจะเป็นอิเล็กทรอนิกส์หรืออื่นๆ) ความสามารถนี้สามารถเข้าใจได้โดยพื้นฐานว่าเป็นผลรวมของความเป็นคาบของออสซิลเลเตอร์และความเป็นอิสระของมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ลองพิจารณาสัญญาณกระตุ้นแบบเป็นคาบ (เช่น สัญญาณรบกวนภายนอก) ที่ทำให้เฟสของออสซิลเลเตอร์เปลี่ยนแปลงไปในแต่ละรอบการสั่น เนื่องจากความเป็นคาบของออสซิลเลเตอร์ การเปลี่ยนแปลงเฟสนี้จะเท่ากันในแต่ละรอบหากออสซิลเลเตอร์ถูกล็อกด้วยสัญญาณกระตุ้น ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากความเป็นอิสระของออสซิลเลเตอร์ การเปลี่ยนแปลงเฟสแต่ละครั้งจะคงอยู่ตลอดไป การรวมผลกระทบทั้งสองนี้เข้าด้วยกันทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสคงที่ในแต่ละรอบการสั่น ซึ่งส่งผลให้ความถี่เปลี่ยนแปลงคงที่เมื่อเวลาผ่านไป หากความถี่การสั่นที่เปลี่ยนแปลงไปตรงกับความถี่ของสัญญาณกระตุ้น ออสซิลเลเตอร์นั้นจะถูกเรียกว่าถูกล็อกด้วยสัญญาณกระตุ้น อย่างไรก็ตาม หากการเปลี่ยนแปลงความถี่สูงสุดที่ออสซิลเลเตอร์สามารถประสบได้เนื่องจากการฉีดไม่เพียงพอที่จะทำให้ความถี่การสั่นและความถี่การฉีดตรงกัน (กล่าวคือ ความถี่การฉีดอยู่นอกช่วงการล็อก ) ออสซิลเลเตอร์จะสามารถถูกดึงด้วยการฉีดได้ เท่านั้น (ดู§ การดึงด้วยการฉีด ) ^{[ 6 ]}

สัญญาณลอจิกความเร็วสูงและฮาร์โมนิกของสัญญาณเหล่านั้นเป็นภัยคุกคามต่อออสซิลเลเตอร์ได้ การรั่วไหลของสัญญาณเหล่านี้และสัญญาณความถี่สูงอื่นๆ เข้าสู่ออสซิลเลเตอร์ผ่านซับสเตรตพร้อมกับการล็อกที่ไม่ตั้งใจเรียกว่าการล็อกแบบฉีดที่ไม่พึงประสงค์

การล็อกด้วยการฉีด (Injection locking) ยังสามารถให้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นโดยใช้พลังงานต่ำในบางแอปพลิเคชันได้อีกด้วย

การดึง ความถี่ ( หรือที่เรียกว่าการฉีดความถี่) เกิดขึ้นเมื่อแหล่งกำเนิดความถี่รบกวนเข้าไปรบกวนออสซิลเลเตอร์ แต่ไม่สามารถล็อกความถี่ได้ ความถี่ของออสซิลเลเตอร์จะถูกดึงเข้าหาแหล่งกำเนิดความถี่ ดังที่เห็นได้ในสเปกโตรแกรม ความล้มเหลวในการล็อกอาจเกิดจากการเชื่อมต่อที่ไม่เพียงพอ หรือเนื่องจากความถี่ของแหล่งกำเนิดที่ฉีดเข้าไปอยู่นอกช่วงการล็อก (หรือที่เรียกว่าช่วงการล็อก) ของออสซิลเลเตอร์ การดึงความถี่โดยการฉีดความถี่จะทำลายความเป็นคาบเวลาโดยธรรมชาติของออสซิลเลเตอร์อย่างร้ายแรง

คำว่า "การเหนี่ยวนำ" (Entrainment)ใช้เพื่ออธิบายกระบวนการล็อกโหมดของออสซิลเลเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยคู่กัน ซึ่งเป็นกระบวนการที่ ระบบ การสั่น สอง ระบบที่โต้ตอบกัน ซึ่งมีคาบเวลาต่างกันเมื่อทำงานแยกกัน จะมีคาบเวลาเดียวกัน ออสซิลเลเตอร์ทั้งสองอาจเข้าสู่ภาวะซิงโครนัสแต่ความสัมพันธ์ของเฟสแบบอื่นก็เป็นไปได้เช่นกัน ระบบที่มีความถี่สูงกว่าจะช้าลง และอีกระบบหนึ่งจะเร็วขึ้น

นักฟิสิกส์ชาวดัตช์คริสเตียน ฮุยเกนส์ผู้ประดิษฐ์นาฬิกาลูกตุ้มได้นำเสนอแนวคิดนี้หลังจากที่เขาสังเกตเห็นในปี 1666 ว่าลูกตุ้มของนาฬิกา 2 เรือนที่ติดตั้งอยู่บนแผ่นไม้เดียวกันนั้นแกว่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกัน 180° แต่ในทิศทางเดียวกันก็อาจเกิดขึ้นได้เช่นกัน การเหนี่ยวนำเกิดขึ้นเนื่องจากมีการถ่ายโอนพลังงานจำนวนเล็กน้อยระหว่างระบบทั้งสองเมื่ออยู่ในเฟสตรงข้าม กัน ทำให้เกิดการป้อนกลับเชิงลบ เมื่อเฟสของระบบทั้งสอง มีเสถียรภาพมากขึ้น ปริมาณพลังงานก็จะค่อยๆ ลดลงจนเป็นศูนย์ ในทางฟิสิกส์ การสังเกตของฮุยเกนส์มีความเกี่ยวข้องกับการสั่นพ้องและ การเชื่อมต่อ แบบสั่นพ้องของตัวสั่นแบบฮาร์มอนิกซึ่ง ก่อให้เกิด การสั่นพ้องแบบเห็นอกเห็นใจด้วย

การศึกษาในปี 2002 จากการสังเกตของ Huygens แสดงให้เห็นว่าการสั่นแบบเสถียรในเฟสตรงข้ามนั้นค่อนข้างบังเอิญ และยังมีวิธีแก้ปัญหาที่เสถียรอื่นๆ ที่เป็นไปได้อีก รวมถึง "สถานะการตาย" ที่นาฬิกาหยุดเดิน ขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของการเชื่อมต่อระหว่างนาฬิกา^{[ 7 ]}

การล็อกโหมดระหว่างออสซิลเลเตอร์ที่ถูกขับเคลื่อนสามารถสาธิตได้อย่างง่ายดายโดยใช้เมโทรโนม เชิงกล บนพื้นผิวทั่วไปที่เคลื่อนย้ายได้ง่าย^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}การล็อกโหมดดังกล่าวมีความสำคัญต่อระบบชีวภาพหลายระบบ รวมถึงการทำงานที่เหมาะสมของเครื่องกระตุ้นหัวใจ^{[ 11 ]}

ในเอกสารทางฟิสิกส์สมัยใหม่ การใช้คำว่า " การดึงดูด" (entrainment)มักหมายถึงการเคลื่อนที่ของของเหลวหรือกลุ่มอนุภาคหนึ่งโดยของเหลวหรือกลุ่มอนุภาคอื่น การใช้คำนี้เพื่ออ้างถึงการล็อกโหมด (mode locking) ของออสซิลเลเตอร์แบบคู่ที่ไม่เป็นเชิงเส้นนั้น ส่วนใหญ่ปรากฏขึ้นหลังปี 1980 และยังคงค่อนข้างหายากเมื่อเทียบกัน

ปรากฏการณ์การเชื่อมโยงที่คล้ายกันนี้พบได้ในเครื่องช่วยฟังเมื่อใช้ระบบตัดเสียงสะท้อนแบบปรับได้ สิ่ง รบกวน ที่ไร้ระเบียบ นี้ (การเหนี่ยวนำ) เกิดขึ้นเมื่อสัญญาณอินพุตที่มีความสัมพันธ์กันถูกส่งไปยังตัวตัดเสียงสะท้อนแบบปรับได้

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การเหนี่ยวนำแบบไม่เป็นคาบได้รับการระบุว่าเป็นรูปแบบการเหนี่ยวนำทางเลือกที่น่าสนใจในจังหวะทางชีวภาพ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

• ตัวแบ่งความถี่แบบล็อกด้วยการฉีด
• วงจรล็อกเฟส
• ออสซิลเลเตอร์ LC
• ออสซิลเลเตอร์อิเล็กทรอนิกส์
• ออสซิลเลเตอร์ LC แบบคู่ขนาน
• การกู้คืนนาฬิกาและข้อมูลในโหมด Burst
• การดึงดูด (อุทกพลศาสตร์)
• การซิงโครไนซ์คลื่นสมอง
• การประสานความโกลาหล
• ช่วงวงจรล็อกเฟส
• การล็อกน้ำขึ้นน้ำลง

* โวลาเวอร์, แดน เอช. 1991. การออกแบบวงจรล็อกเฟส , สำนักพิมพ์เพรนติส ฮอลล์, ISBN 0-13-662743-9หน้า 95–105

• Adler, Robert (มิถุนายน 1946). "การศึกษาปรากฏการณ์การล็อกในออสซิลเลเตอร์". Proceedings of the IRE . 34 (6): 351– 357. doi : 10.1109/JRPROC.1946.229930 . S2CID  51638781 .
• Kurokawa, K. (ตุลาคม 1973). "การล็อกด้วยการฉีดของออสซิลเลเตอร์โซลิดสเตทไมโครเวฟ". Proceedings of the IEEE . 61 (10): 1386– 1410. doi : 10.1109/PROC.1973.9293 .

* ลี, โทมัส เอช. 2004. การออกแบบวงจรรวมความถี่วิทยุ CMOS , เคมบริดจ์, ISBN 0-521-83539-9หน้า 563–566

• การสาธิตการล็อกการฉีด
• การล็อกการฉีดของเมโทรโนม 100 ตัว