Анализатор частотного спектра сигналов

 

АНАЛИЗАТОР ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА СИГНАЛОВ, содержащий преобразователь электрического сигнала в световой , оптически ; связанный с блоком ввода светового сигнала, состоящим из Объектива и волоконно-оптического :коллектора, а также i. фото детекторов, .подключенных к регистратору о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью ; расширения частотного диапазона и повышения, точности измерений, он снабжен накопителями оптических сиг-. налов по числу фотодетекторов, вклю-; Генными .между .выходным торцом соот етствующего волокна коллекторами входом фотодетектора, причем казкдый накопитель выполнен из отрезка светорода в форме кольца.

„„SU„„101803? А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ъ(51} 001. R 23 16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

nO PELHAM ИВОБРЕТЕКИй H OTHPbrrVN

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ввода светового сигнала, состояпр м иэ объектива и волоконно-оптического .коллектора, а также И.фотодетекторов, .подключенных к регистратору, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона и повышения точности измерений, он . снабжен накопителями оптических сигналов по числу фотодетекторов, вклю-; ченными .между выходным торцом соот- . ветствующего волокна коллектора и входом фотодетектора, причем каждый накопитель выполнен из отрезка свето-вода в форме кольца. (211 3384741/18-21 (22) 26.01.82 (46} 15.05.83. Вюл. 9 18 (72} В.М.Латышев (53} 621,317,757(088.8) (56) 1. Авторское-свидетельство СССР

Ф 720370, .кл. 601 R 23/16, 1977.

2. Зверев В.А. и др. Оптические анализаторы. М., 1971, с. 79. (54) (57) АНАЛИЗАТОР ЧАСТОТНОГО CIIEKTPA СИГНАЛОВ, содержащий преобразователь электрического сигнала в световой, оптически: связанный с блоком

1018037

Изобретение относится к измери- тельной технике и предназначено для анализа частотного спектра радиосиг налов.

Известны анализаторы, состоящие из фильтров, детекторов, интег атоpos коммутатора и регистратора t;11.

Однако точность измерения данными анализаторами недостаточна. Наиболее близким к изобретению является анализатор, состоящий из 10 преобразователя электрического сигнала в световой, блока ввода светового сигнала, фотодетекторов и моду ляторов - транспорантов Р 2).

Недостатками известного анализато. ра являются ограниченный диапазон анализируемых частот и невысокая точ; ность измерений иэ-за.нестабильности м » пространственно-временных характеристик траспорантов.

Цель иэобретения - расширение частотного диапазона и повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что анализатор частотного спектра сигналов, содержащий преобразователь электричес- . кого сигнала в световой, оптически связанный с блоком ввода светового си нала, состоящим из объектива и волоконно-оптического коллектора, а также и фотодетекторов, подключенных; 30 к регистратору, снабжен накопителями оптических сигналов,по числу фотодетекторов, включенными между выходным торцом соответствующего волокна коллектора и входом фотодетектора, при-. 35 чем каждый накопитель выполнен из отрезка световода в форме кольца.

На чертеже представлена структурная схема анализатора. анализатор состоит из преобразо- 40 вателя 1 электрического сигнала в световой, блока 2 ввода светового сигнала, накопителей 3 оптических сигналов, фотодетекторов 4 и регист ратора 5, 45

Длина отрезка световедущего волокна Ь, выбирается расчетным путем из СОотноиения ls

С

И где,С - скорость света в пустоте, И - показатель про;юмления серд- 50 цевины волокна, анализируемая частота.

Накопители 3 оптических сигналов оптически связаны с соответствующими фотодетекторами 4. Связь световеду- 55 щих волокон накопителей 3 оптически>. сигналов с соответствующими фотодетекторами 4 (фотодиоды ) осуществляется через боковую поверхность волокна, для чего оболочка волокна слегка про- б0 травлена на малом отрезке (0,5-1 см } и волокно прижато, к фотодетектору протравлеиным участком.

Регистратор 5 построен по общепринятой для анализаторов спектра параллельного анализа схеме и содержит интеграторы сигналов с выходов фото детекторов, коммутатор и блок индикации с электроннолучевой трубкой.

Эти элементы на чертеже не показаны.

Анализатор частотного спектра сигналов работает следующим образом.

Электрический сигнал поступает на преобразователь 1 электрического сигнала в световой, усиливается до необходимого уровня и модулирует по интенсивности излучатель-светодиод.

При помощи блока 2 ввода светового сигнала с объективом б и волоконнооптическим коллектором 7 световое излучение направляется на торцовые поверхности световедущих волокон накопителей 3 оптических сигналов и циркулирует по замкнутым в .кольца световедущим волокнам, накопителей оптических сигналов в течение времени, определяемого оптическими потерями при распространии света по волокну и при стыковке концов волокна. Время задержки светового сигнала при распространении по световедущему волокну накопителя 3 оптических сигналов определяется протяженностью волокна и показателем преломления материала. сердцевины волокна для длины волны излучателя. Каждый из фотодетекторов 4 регистрирует суммарный сигнал, составляющими которого являются оптические сигналЫ, задержанные на времена, кратные времени рапространения сигнала по световедущему волокну.

: При совпадении времени распространения:светового сигнала по отрезку световедущего волокна какого-либо из накопителей оптйческих сигналов с пери-. ! одом анализируемого сигнала огибающие световых сигналов при различных циклах прохождения по замкнутому в коль цо световедущему волокну синфазны и суммируются по амплитуде, Для световых сигналов с огибающей, период повторения которой отличен от времени задержки сигнала при распрос. транении света по световедущему волокну, замкнутому в кольцо, увецичения амплитуд огибающей световых сигналов не происходит, а увеличивается лишь. уровень постоянной составляющей Фототока с выхода фотодетектора

4. Световедущие волокна накопителей

3 оптических сигналов отличаются по длине, а значит и по величине задержки сигналов., и накапливают сигналы с соответствующей частотой периодом огибающей световых сигналов. На. экране электроннолучевой трубки регистратора 5 наблюдаются сигналы, пропорциональные по амплитуде величине напряжения,на выходах фотодетекторов 4. По оси частот сигналы отстоят друг от друга или на равные интервалы (линейная шкала

1018037

Составитель A.Îðëîâ

Редактор М.Бандура Техрец Т.Фанта КорректорМ.Коста

Заказ 3530/43 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

3 частот), или на интервалы, отвечающие какому-либо другому закону, например логарифмическому. Настройка на копителей 3 сигналов заключается в отреэании световедущего волокна, вхс дящего в накопитель, заданной длины.

Для компенсации световых потерв в волокнах большой длины в накопителях оптических. сигналов низших частот может содержаться несколько световедущих волокон одинаковой длины. Для 10 уменьшения оптических потерь при ." стыковке концов световедущих волокон накопителей оптических сигйалов входной конец. волокна выполнен больmего: диаметра с постепенным (конус« ным) уменьшением диаметра до постоянной величины. . Таким образом, в сравнении с про+ типом анализатор частотного спектра сигнала имеет увеличенный частотный диапазон анализируемых сигналов, поскольку использует оптические элементы, работающие при частотах модуляции до нескольких ГГц. Диапазон анализируемых частот в анализатора ° частотного спектра сигналов, выбранном в качестве прототипа, составляет 100 кГц; Точность спектра сигналов . повышена эа счет высокой стабильности характеристик оптических элементов., входящих в схему прибора, их хорошей помехозащищенности от элект» ромагнитных полей, за счет высокой избирательности накопителей оптикс . ких сигналов определяемой в конечном счете уровнем оптических потерь при распространении светового излучения по волокну, который составляет 0,52.дБ/км„ за счет возможности размещения в малом объеме значительного количества избирательных накопителей оптических сигналов со сколь угодно близкими частотами настройки.