Акустооптический фурье-процессор

 

Изобретение относится к спектральному анализу и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - расширение динамического диапазона за счет увеличения отношения выходного сигнала к уровню собственных шумов матрицы приборов с зарядовой связью. Акустооптический Фурье-процессор содержит источники света, временной модулятор, дискретизатор, коллиматор, генератор линейно-изменяющегося по частоте напряжения, акустооптический модулятор, фокусирующую сферическую линзу, транспарант, матрицу приборов с зарядовой связью и интегратор. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 О 06 E 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4332855/2 -24 (22) 25. 11.87 (46) 30 ° 03 ° 90 ° Бюл. V 12 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им, проф.И.А.БончБруевича (72) А.Ф.Бухенский, В.И.Соколов и В.И.Яковлев (53) 681 3 (088 8) (56) 7аЬ1оспеу I.Í.1Price M.R. Acousto-optic parallel chanel wideland

receiver. SPIK, v.185, Optical processing sistems, 1979, р. 163-168.

Журнал ТИИЭР, 1981, 69, к 1, с.92108, рис.7.

Изобретение относится к спектральному анализу и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона эа счет увеличения отношения выходного сигнала к уровню собственных шумов матрицы приборов с зарядовой связью.

На чертеже представлена функциональная схема акустооптического

Фурье-процессора.

Акустооптический Фурье-процессор содержит источник 1 света, временной модулятор 2, дискретизатор 3, коллиматор 4, генератор 5 линейно изменяющегося по частоте напряжения, акустооптический модулятор 6, фокусирующую

„„SU„„1553967 А 1

2 (54) АКУСТООПТИЧЕСКИЙ ФУРЬЕ"ПРОЦЕССОР (57) Изобретение относится к спектральному анализу и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобрете-ния - расширение динамического диапа зона эа счет увеличения отношения выходного сигнала к уровню собственных шумов матрицы приборов с зарядовой связью. Акустооптический Фурьепроцессор содержит источники света, временной модулятор, дискретизатор, коллиматор, генератор линейного изме,няющегося по частоте напряжения, акустооптический модулятор, фокусирующую сферическую линзу, транспарант. матрицу приборов с зарядовой связью и интегратор. 1 ил. сферическую линзу 7, транспарант 8, матрицу 9 приборов с зарядовой связью (ПЗС) и интегратор 10, Акустооптический фурье-процессор работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на дискретизатор 3,на выходе которого формируются дискретные сигналы, пропорциональные U(nest), где at — интервал дискретизации . (m ) <

В

F — верхв няя частота анализируемого сигнала, меняется от 0 до N-1, через единицу °

В модуляторе 2 осуществляется модуляция света по интенсивности отдельными отсчетами сигнала, т.е. интенсивность на теневой стороне модулятора 2 определяется выоажением

155396! а+ll(nest ), где а - опорный уровень, выбираемый из условия а тчлх (lt(t )).

Параметры генератора 5 выбираются таким образом, что B момент T13 t: с ветовой луч, сфокусированный линзой 7 в линию, освещает и-l0 строку двухмерного транспаранта 8, закон изменения коэффициента пропускания которого определяется выражением

1 1

P (х) = — + — с:оя(И +пдву)х

2 2

Э где ы, - некоторая начальная пространственная частота;

ЛМ вЂ” приращение частоты;

x — пространственная координата, ориентированная вдоль строк транспаранта 8.

Таким образом, энергия света, прошедшего и-ю строку транспаранта 8 будет

К(х )=ТП (х )=- (а+ ЯпЛг ) ) 1+сов (р + и

+и дч )х ), (1) где Т - длительность отсчета сигнала.

После N отсчетов сигнала на матрице 9 формируется N распределений вида (1). Режим работы матрицы 9 таков, что осуществляется сдвиг в выходной регистр и-й строки, после чего из матрицы 9 последовательно выводятся заряды всех ячеек данной строки„ Затем аналогично выводится (и+1)-я

1 строка. При выводе зарядов из матрицы 9 осуществляется их построчное суммирование (строки матрицы 9 ортогональны строкам транспаранта 8).

Поэтому выходной сигнал интегратора

10 будет (х)=- 7 ц(пай)+М +ай (е 2 е

Т jc д и-1 j„gt =О " „ О

j W,õ, и- jnn x

+R (e > U(nest)e 1) . (2) п О

Первое слагаемое характеризует среднее значение сигнала (если ведечся спектральный анализ полосового сигнала, это слагаемое равно нулю), второе слагаемое - постоянный уровень, а третье — урье-образ постоянной составляющей (все три слагаемых могут быть вычтены при обработке выходного сигнала матрицы 9) . Последнее слагаемое описывает сигнал с несущей частотой ы,, соответствующей дискретному преобразованию Фурье, Гиг нал (7.) Формируется в результате суммирования сигналов с отдельных строк матрицы 9, вследствие чего наблюдается усреднение шумов и улучшается отношение сигнал - уровень собственных шумов примерно в Vl, раз.

Формула и 3 о б р е т е н и я

Л кустооптичес кий Фур ье-процессор, содержащий расположенные на одной оптической оси и оптически связанные источник света, временной модулятор, коллиматор, акустооптический модуля20 тор и матрицу приборов с зарядовой связью, а также генератор линейно изменяющегocR по частоте напряжения, выход которого электрически соединен с входом акустооптического модулято25 ра, а вход синхронизации - с первым выходом синхронизации матрицы прибо-ров с зарядовой связью, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения динамическог0 диапазона эа счет увеличения отношения выходного сигнала к уровню собственных шумов матрицы приборов с зарядовой связью, в него введены дискретизатор, фокусирующая сферическая линза, транспарант и ин"

35 тегратор, при этом электрический вход дискретиэатора является входом процессора, а его выход соединен с электрическим входом временного модулятора, фокусирующая сферическая линза оптически связана с выходом акустооптического модулятора, а в ее фокальной плоскости установлен транспарант, размещенный на светочувствительной поверхности матрицы приборов с зарядовой связью, строки которой ортогональны строкам транспаранта, а электрический выход матрицы приборов с зарядовой связью соединен с, входом интегратора, выход которого

50 является выходом процессора, причем второй и третий выходы синхронизации матрицы приборов с зарядовой связью подключены к входам синхронизации дискретизатора и интегратора соответственно„

15539б7

Составитель А.Лимонов

Редактор Л, Веселовская Техред И.Дидык Корректор Т.Палий

Тираж ?54

Заказ 457

Подписное

BHNGlH Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101