Оптический анализатор спектра

 

ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА , содержащий входной разветвитель сигнала, два преобразователя сигналсвет , подключенные к выходу разветвителя , один - непосредственно, а другой - через фазовращатель на Ji., и оптически связанные с преобразователями сигнал-свет модулятор света, выполненный в виде вращающегося диска с многодорожечной записью опорного сигнала и диафрагмысо щелью, систему проекции и многоканальный интегратор , отличающийся тем, что, с целью повышения динамического диапазона анализа, он снабжен полупрозрачным зеркалом, установленным на оптической оси анализатора , а преобразователи сигнал-свет расположены симметрично относительно модулятора света, многодорожечная i запись на диске которого выполнена зеркально отражающим материалом. (Л со 01 о Е N5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

0% (11) 92 А уц G 01 Д 23/16 олислник изоьрятяни

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPblTMA

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ,К (21) 3497759/18-21 (22) 05.10.82 (46) 30.05.84. Бюл. У 20 (72) А.В.Зуйков и С.H.Ðóáöîâ (71) Горьковский ордена Трудового

Красного Знамейи научно-исследовательский радиофизический институт (53) 621.317.767(088.8) (56) 1. Патент США Р 3956728, кл. 6 0t R 23/16, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР@ 789872, кл. G 01 R 23/16, 1979. .(54)(57) ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА, содержащий входной разветвитель сигнала, два преобразователя сигнал- . свет, подключенные к выходу разветвителя, один — непосредственно, а другой — через фазовращатель на Х, и оптически связанные с преобразователями сигнал-свет модулятор света, выполненньй в виде вращающегося диска с многодорожечной записью опорного сигнала и диафрагмы со щелью, систему проекции и многоканальный интегратор, отличающийся тем, что, с целью повьппения динамического диапазона анализа, он снабжен полупрозрачным зеркалом, установленным на оптической оси анализа" тора, а преобразователи сигнал-свет расположены симметрично относительно модулятора света, многодорожечная запись на диске которого выполнена зеркально отражающим материалом.

5092

1 109

Изобретение относится к статистической радиофизике и предназначено для параллельного спектрального анализа одновременно многих электрических процессов в реальном масштабе времени.

Известны оптические анализаторы спектра с пространственным накоплением, которые содержат на входе многоканальное запоминающее устройство в виде электронно-лучевой трубки с памятью, механически перестраиваемый эталон, который может быть выполнен, например, в виде оптической решетки, вращающейся относительно щелевой диафрагмы, которая в свою очередь, сканируется по каналам анализа. Фотоприемником в таких анализаторах чаще всего является одноканальный преобразователь свет — электричес кий сигнал (1 .

Недостатками анализаторов такого типа являются низкая скорость анализа за счет механизма перестройки эталона и ограниченный динамический диапазон анализа.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является анализатор, который содержит разветвитель сигнала, двухлучевую электронно-лучевую трубку, фазовращатель, четыре поляризатора, модулятор света, систему проекции и видикон в качестве многоканального интегратора.

Модулятор света представляет собой диафрагму с двумя щелями и вращающийся диск с многодорожечной записью опорного сигнала. Щели в диафрагме установлены так, что изменение прозрачности диска в той и другой щелях на радиусах одинаковой длины противофазно (2), Недостатком этого анализатора является то, что для формирования эталонной функции используются разные участки диска модулятора света. Следствием этого являются высокие требования к точности его изroтовления, так как степень компенсации постоянной составляющей и отклика на постоянную составляющую зависит от точности выполнения щелевых диафрагм и точности взаимного расположения диафрагм и записи эталонной функции.

Это приводит к снижению динамического диапазона анализа.

Целью изобретения является повышение динамического диапазона анализа.

Поставленная цель достигается тем, что оптический анализатор спектра, содержали@ входной разветвитель сигнала, два преобразователя сигналсвет, подключенные к выходу разветвителя, один — непосредственно, а другой — через фазовращатель на 3Г, и оптически связанные с преобразователями сигнал-свет модулятор света, вы10 полненный в виде вращающегося диска с многодорожечной записью опорного сигнала и диафрагмы со щелью, систему проекции и многоканальный интегратор, снабжен полупрозрачным зеркалом, 15 установленным на оптической оси анализатора, а преобразователи сигналсвет расположены симметрично относительно модулятора света, многодорожечная запись на диске которого вы— 20 полнена зеркально отражающим материалом.

На чертеже представлена структурная схема оптического анализатора спектра.

25 Анализатор содержит входной разветвитель 1 сигнала, один из выходов которого соединен с преобразователем 2 сигнал-свет. Другой выход разветвителя 1 через фазовращатель 3

З0 Hà fi соединен с преобразователем 4 сигнал-свет. Фазовращатель 3 обеспечивает сдвиг фазы исследуемого процесса на К.

В качестве преобразователей 2 и 4

35 сигнал-свет использованы электроннолучевые трубки с яркостным вводом сигнала. Ф

С преобразователями 2 и 4 оптически связаны модулятор 5 света с диа40 фрагмой 6 со щелью, полупрозрачное зеркало 7, система 8 проекции и многоканальный интегратор 9.

Преобразователи 2 и 4 расположены симметрично относительно модулято"

45 ра 5 света.

Модулятор 5 включает в себя вращающийся диск из прозрачного материа.,ла с многодорожечной записью опорного сигнала и диафрагму 6 с прямоугольной щелЫо. Многодорожечная за50 пись опдрного сигнала на диске модулятора 5 выполнена зеркально отражающим свет материалом, например . хромом. Знак "+" или "-" в опорном сигнале определяется работой диска мо55 дулятора 5 на пропускание или отраже1 ние.

Система 8 проекции состоит из набора сферических и цилиндрических

Составитель А.Орлов

Редактор А.Химчук Техред C.Яигунова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 3588/27 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

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

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

109509 линз и обеспечивает проекцию на многоканальный интегратор 9 по координате У вЂ” преобразователей 2 и 4 и по координате Х вЂ” модулятора 5.

В качестве многоканального интегратора 9 использован видикон (или матрица ПЗС).

Оптический анализатор спектра работает следующим образом.

Каждый .исследуемый процесс с выхо10 да разветвителя 1 поступает на преобразователь 2 непосредственно, а на преобразователь 4 — через фазовращатель 3. Преобразователи 2 и 4 обеспечивают преобразование всех исследуе15 мых процессов в изменение интенсивности световых потоков.

При этом каждому из исследуемых процессов соответствует свое место вдоль координаты У преобразователей 2 и 4.

l Ф

Система 8 через модулятор 5, диа.фрагму 6 и полупрозрачное зеркало 7 обеспечивает проекцию по координате У преобразователя 2, а по координате Х вЂ” модулятора 5 на многоканальный интегратор 9. При помощи модулятора 5 осуществляется перемножение .; интенсивности светового потока с выхода преобразователя 2 с соответст вуняцим опорным сигналом, записанным на модуляторе 5.

Одновременно световой поток с преобразователя 4 проходит через полупрозрачное зеркало 7, отражается от выделенных диафрагмой 6 зеркальных участков диска модулятора 5 и полупрозрачным зеркалом 7 направляется в систему 8 проекции. При помощи мо" дулятора 5 осуществляется перемножение интенсивности светового потока с выхода преобразователя 4 с соответствующим опорным сигналом.

Система 8 обеспечивает проекцию по координате У преобразователя 4, а по координате Х вЂ” модулятора 5 на многоканальный интегратор 9.

Выравнивание световых потоков на входе интегратора 9 обеспечивается светофильтром, установленным между преобразователем 2 и модулятором 5 (не показан), или выбором режимов преобразователей 2 и 4.

Сигнал на выходе интегратора 9 анализатора содержит информацию о

Фурье-разложении исследуемого процесса. Отклик на постоянную составляющую на выходе анализатора отсутствует.

В предлагаемом анализаторе формирование противофазных эталонных сигналов осуществляется одним и тем же участком диска модулятора света. Это позволяет свести к минимуму требования к точности изготовления элементов модулятора и точности их взаимного расположения, реализовать при этом высокую степень компенсации как отклика на постоянную составляющую, так и самой постоянной составляющей светового потока и обеспечить тем самым положительный эффект — спектральный анализ с широким динамическим диапазоном.