注入同期と逓倍注入同期（サブハーモニック注入同期）

注入同期 (injection locking) とは

注入同期とは、ある発振器に外部の信号を加えることで、発振器の周波数と位相を外部信号に同期させる現象です。

発振器の固有周波数を $f_0$、外部の信号の周波数を $f_1$ とします。この時、２つが十分に近い時、すなわち $f_0 \approx f_1$ である時に発振器は外部信号の周波数と位相に引き込まれ、周波数と位相が同期されます。

注入同期は自然界でも見られる現象であり、例えばメトロノームが同期する現象やホタルの光が揃う現象、ニューロンの同時発火等があります。

メトロノームの同期現象は実際に見ると分かりやすいです。spontaneous synchronization - YouTube

逓倍注入同期 (Sub-harmonic injection locking)とは

日本語では逓倍注入同期（ていばいちゅうにゅうどうき）やサブハーモニック注入同期と呼ばれています。

注入同期の特殊な現象である。発振器の固有周波数を $f_0$ とした時、 $f_1 \approx f_0$ の外部信号を使うのが注入同期であった。 逓倍注入同期ではその２倍の周波数である $2f_1$ の周波数の外部信号を使う。そして $f_1$ に同期する現象である。

同期する時、位相が0度ずれたもの、すなわち完全一致での同期と、180度ずれた状態での同期の２種類の同期が現れる。

参考文献

Tianshi Wang "Sub-harmonic Injection Locking in Metronomes" arXiv:1709.03886 (2017). https://arxiv.org/abs/1709.03886