Анализатор спектра электрических сигналов
Изобретение4 относится к технике ана- (Тричес1 йх Шгналов и можШ найти п рймененйе в радиоэлектронике, вЫчйс йТё лШЬи технике. Целью изобретеяШ ШШМттЬс л измерений Ш чгёт №Гг|Ше1 о%ВДЩеннЬсти. Анализатор(включает лазерный источник сТз ёта, о1рмйр6ватёль пучка света, модуля ф бЙя ШЩ Г Й Му rio Mbfcf ВнуТренк л ;-, W.4 .м ТОвДО 1 1 -- -° - f с i ii i -S с 1ч ir i г , Л ,1 Р I J - Г ч- e -V t ,..- а - № ., , -j. %Ј ИзЪбретен иеЪтносится к технике аналШа ёЬёкт а Электрических сигналов и можётТнайтй применение в радиоэлектронике, технике; ... .Из1 естё 1нали торЪ пе1(тр элёктрйчШШ c1ffШШШoШ6MШy dтбi6пfичёciko- го мОДулШраТ б ШШи из источника Т 6р°Ш подаётся исследуемый сигнал, линзы ЙГ ф бтопрйё мн ика, распблбженн огб в фоплоскости линзы. . .-.fc+aL-i.- .ж,.-Чт.ч..Г---4--; ч;1Г. -; -i.x- - uf-Ј;..f- -f-Ji t-& А ЈаК jl xi-t.- -;-- - -Ч - - - : - Недостатком анализатора является не- ®6$Ш%ШстЈШ;а№за ШзКочаст отных кблеiiSj-KSKButJirtHfe i l«WSlt:i «, r «S« «.wyl(43«i., ОгШ & S-b H«tHeU i34 WW ,«а К«« ««мГИ Ч| р1 ч :-4s-.-.-. 2 Ke-s-Аьйгч-ан TS,9 ./g;r него отражения, к отражающей грани которой приклеена пленка магнитооптического материала (MOM), Фурье-объектив и систему фоторегистрации, расположенные последовательно по ходу луча лазера. Система фоторёгистрации расположена в фокальной плоскости Фурье-объектива. С пленкой MOM соприкасается магнитная лента, на которую системой для записи записывается исследуемый сигнал. Магнитная лента про- fягйва ется системой протяжки под MOM и воздействует на него полями рассеяния сигналограммы. Свет дифрагирует на созданной структуре намагниченности в магнитной пленке и гТрЪдй фрагировавшие лучи собираются в фокальной плоскости Фурье-объектива на системе фоторегистрации. Подавая от генератора напряжение на модулятор поляризаций , модулируют интенсивности продифрагировавших лучей. По амплитуде колебаний определяют амплитуду электрического сигнала, по отклонению луча определяют ча бтбту. 2 ил. -Vi«T ft tr.-WWB. t9 SSO S3feft ьг-f. q«. }nqr $&$-& s a J4fi fflS6 .у. ; i . soStTB $чн«1чог t У.-ЦГ v- Л|.й Е« 1ОЧ1Г«Г1 &Jf ) - С -,, .4. --лл rf v., t й5 1Яй | %« i ЛЬ баний, обусловленная большой длиной звуковой волны на этих частотах. Известен также анализатор спектра электрических сигналов, состоящий из источни ка света, формирователя пучка света, гтризмы пШного вйутр ённёго отражения, к отражающей грани которой приклеена гШ ёнка Магнитооптического материала (MOM), поляризатора, Фурье-объектива и фотоприемника, расположенных последовательно по ходу луча свёта, фотоприемника --..-.-,,, - в фокальной плоскости Фурье-объектива, магнитолойi ленты с системой протяжки и за tjlOHCS- n-K H -piWS WHS iSrtSi. ч . ч о ел VI VI ел
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК.(я)5 Й 01 R 23/17
ГОСУДАРСТВЕЙНЬ! Й КОМИТЕТ пб изОБР еЙиям« t4 О»ткРытиям
4 Ф:;па ьФФ @ЦФЦМ. %Awe »эд .&Фа
П НИЕ ЙЗОБР
ЕТЕНИЯ
МЪ )ЖМ»»же. Ю2Эа Ф. ГмМё»«%4»»НРМь»»:
ЩЩФ@МЮ ОЩ
Ф ФИЪРГ»ИАЪ 4 ж4" L:
h ф.* »Ффффф фф» фффф@ щзце „." " ", . »»»» вя Ф» .- «»»
"«A8i ор&6M9 c5NgjCVкль Yhу (21} 4498796/63 (22) 25.10.88 (46) 30.09.92. Бюл. М 36 (71) Симферопольский государственный универсйтет им. M.Â,Ôðóíçå (72) Ю,Ф,Вилесов и Н.А.Грошенко (56) Егоров Ю.B. "Акустооптические процессоры". Известия ВУЗов, Радиоэлектроника, т. 29, t4 77, . 11998866, . со. 3 — 10. ."""- Дороновский M.Â, и др. Магнитооптически»й пространственно-"временной "модулятор"св«ета. Автометрия, % 2, 1985, с. 81 — 85. (56) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57} Изобретение от»йосится к технике анал«йза»сгибе»кг»ра э«ле» "Ктриче«скйх» сйгналов и может найтй" t«р»йм»енение в радиоэлектронике, вычй«слйтел»ьЪои технике . Целью изобрете ЙЙФявляется ИМЙшенйе"точ«"н»ост»и и»зйе Гений за" сч»ет» ффйенйя пом»ех»оз»ащ»ищейности, Айали«затор "включает лазерный источнйк
"света, формирователь пучка "света, модуляfop"éoi1ÿр»из«аций, и» рйзму» по»лного» вн »тфен"3жй -, »вн т м@й»зп - - -!=-- .=ч -"" "" =
»» ф 4»».";" -»ля!+оп»»». Й»я.. :; »»м» »»«» .- » :- ". " Èçîáðåòåíéå относится к техйи»ке анализа Ййк»тра электр»ических сигналов и мож«ет найтй примейение в радйоэлектронике, вйчисл ител ьйой технике. ь Йзвест«ей айализато»р спектра электричесЪЪх сйМблов йа ос»новМЫку»стббпти» ческого модулятора, «сас»тоящйй« из источника
«света; акустос йтическог»о м»о»ду»ля» г«о»р»а, на которы«й подается исследуемый сигнал, линзы и фотойр«йемйи«ка, раСпо»л«оженн» о»«го в фокйМь«но»й йлоскости лийзы. @ Недостатком а««й»ал»иза»т»ора является йе»возмо»ж»й»остЬ"а»нализа« низкочастотных коле° »= "»Ь»»»-»»»-»Ь »ЪФУ :-S "Í»".:-Я -." »» »=Г4 = ЖЫ1Я Ф1ФЕ
„„Я „„1765775 А1 у уд н я- д,-@ д» »»»»»»» у - с
2.х ятв ънйс;--.=-йн;-:.Овй вя-юГМ&йй436% ъ 3 - - ь т него отражения, к отражающей грани которой приклеена пленка магнитооптического материала (МОМ), Фурье-объектив и систему фоторегистрации, расположенные последовательно по ходу луча лазера. Система фоторегистрации расположена в фокальной плоскости Фурье-объектива. С пленкой
MOM соприкасается магнитная лента, на которую системой для записи записывается исслед»уе«мйй сигйал. Магнитная лента протя««гйвается сиСтемой протяжки под MOM u воздействует на него полями рассеяния сигналограммы, Свет дифрагирует на созданной структуре намагниченности в магнитной п»ле»йке и"йродифрагировавшие лучи собираются в фокальной плоскости Фурье-объектива на системе фоторегистрации. Подавая от генератора напряжение на модулятор поляризации, модулируют интенсивности продифрагировавших лучей. По амплитуде колебаний определяют амплитуду электрического сйг»»нала, по отклонению луча определяют частоту. 2 ил.,«>, ÿ" .;» 4 (я» ффнмй -..»ф»»-=.»йфФФФ4(»@9 щ"о» . p щд .». - »-;,» НЖ»,-»»»фМуф»»I В@ЯфЫ»Щфй, jO+%4+g Е
»„,,» .. Ч-,.„..-,,,ч,=;р»»: »»,, »»«" -. „+>>Qp ° .ô ф -,ф»в» .»»чф-„-: »во
» »», »«» Гам»»» é» "ûé69 »»ë э»э «сРФ ""»»»е ° .»»» . ,.«фЩ»» .»»:-»-:. «е »»* - »» х Ф:юФ е ъфф « з.,ъъГ в- баний, о»бусловлейная большой длйной звуковой волны на этих частотах.
Известен также анализатор спектра электрических сигналов, состоящий из источника света, формйрователя пучка света, призм»й» полного внутреннего отражения, к отражающей грани которой приклеена пл»- ен» ка магнитооптического материала (MOM), поляризатора, Фурье-объектива и фотоприемника, расположенных последовательйо по ходу луча света, фотоприемника в ф»»окальй»о»й плоскости Фурье-объектива, магнитной ленты с GHGTBMoA протяжки и за-,-»» °: °,;:. .»r» »»»« - -:т »-".е» Яда }-." ;м». 4: !»»=- ).»
1765775
50
55 писи, соприкасающейся с пленкой MOM.
Система записи является электрическим входом анализатора и записывает исследуемый сигнал на магнитную ленту, Система протяжки протягивает ленту под пленкой
МОМ и поля рассеяния сигналограммы наводят в ней структуру намагниченности, аналогичную на ленте. Светдифрагирует на этой структуре. По углу дифракции определяют частоту электрического сигнала, по амплитуде луча дифракции света — амплитуду электрического сигнала.
Недостатком прототипа является низкая точность измерения амплитуды сигнала и чувствительности, обусловленные фоновой засветкой, особенно на низких частотах. Свет рассеивается на неоднородностях магнитной пленки и элементов оптики и создает засветку в области продифрагировавших лучей. Эта фоновая засветка повышает отношение сигнал/шум и понижает точность измерения и чувствительность.
Целью изобретения является повышение точности измерений за счет улучшения помехозащищенности.
Цель достигается тем, что в анализаторе спектра электрических сигналов, состоящем из лазерного источника света, формирователя пучка света, призмы полного внутреннего отражения, к отражающей грани которой приклеена пленка МОМ, Фурьеобъектива и системы фоторегистрации, расположенных последовательно по ходу луча света, системы фоторегистрации в фокальной плоскости Фурье-объектива, магнитной ленты с системой протяжки и записи, соприкасающейся с пленкой МОМ, содержится дополнительно модулятор поляризации, расположенный между источником света и пленкой МОМ, Модулятор поляризации преобразует линейно поляри.зованное излучение в циркулярно поляризованное, либо в линейно поляризованное, ортогонал ьное первоначал ьной поляризации.
На фиг. 1 представлен экспериментальный график изменения интенсивностей лучей +1-го и -1-го порядков дифракции в процессе преобразования поляризации из линейной в циркулярную при вращении четвертьволновой пластины;, на фиг. 2 представлена оптическая схема устройства.
Сигнал, снимаемый системой фоторегистрации, промодулирован по величине. Интенсивность фоновой засветки не зависит от поляризации и постоянна, В результате полезный сигнал отличается от фоновой засветки частотой изменения интенсивности и появляется возможность частотной фильтрации и селективного усиления полезного сигнала, За счет этого повышается отношение сигнал/шум и повышается точность измерения.
По оси Х указаны углы поворота четвертьволновой пластины, по оси Y — интенсивности +1-го и -1-го порядков дифракции, а также фоновая засветка в области -1-го порядка, Устройство (фиг. 2) содержит: 1 — магнитную ленту с системой протяжки 3 и записи 2, 4 — лазер, 5 — формирователь пучка света, 6 — модулятор поляризации с генератором 7, 8 — призму полного внутреннего отражения, к отражающей грани которой приклеена пленка 9 МОМ, 10 — Фурье-объектив, 11 — систему фоторегистрации, расположенные последовательно по ходу луча света, систему фоторегистрации в фокальной плоскости Фурье-объектива, магнитную ленту, соприкасающуюся с пленкой 9
МОМ, Устройство работает следующим образом. Системой записи 2, являющейся электрическим входом анализатора, на магнитную ленту 1 записывается исследуемый электрический сигнал. Сигналограмма на магнитной ленте 1 протягивается системой протяжки 3 под пленкой 9 МОМ и воздействует на нее полями рассеяния, В пленке MOM наводится структура намагниченности, аналогическая сигналограмме.
Лучи света лазера 4 расширяются формирователем 5, проходят через модулятор поляризации 6, возбуждаемый генератором 7, и призму 8, попадают на пленку 9 MOM u дифрагируют на индуцированной сигналограммой структуре намагниченности. Продифрагировавшие лучи проходят через
Фурье-объектив 10 и формируются s его фокальной плоскости в спектр электрического сигнала, От генератора 7 подают напряжение на модулятор 6 и модулируют поляризацию света. За счет модуляции поляризации модулируется интенсивность продифрагировавших лучей, Переменный полезный сигнал считывается системой фоторегистрации
11. По отклонению продифрагировавшего луча определяют частоту электрического сигнала, по амплитуде колебаний интенсивности — амплитуду электрического сигнала.
Система фоторегистрации является электрическим выходом анализатора.
Для дополнительного ослабления фоновой засветки может использоваться демодулятор поляризации и поляризатор, расположенные между пленкой MOM и Фурье— объективом. Демодулятор поляризации преобразует поляризацию нулевого порядка и фоновой засветки в плоскую, а поляризатор ослабляет их интенсивность, 1765775
Пример. Источник света — гелий — стью измерения, понижается стоимость уснеоновый лазер, Формирователь пучка — те- тройства, так как повышается процент выхолескопическая оптическая система. Моду- да годных пленок МОМ, В устройстве лятор поляризации выполнен на основе " "возможноиспользованиепленоксбольшим кристалла KDP. Частота модулирующего 5 числом дефектов и сильным рассеянием сигнала до 100 МГц. Пленка МОМ имеет, света. Повышается долговечность устройстсостав (Bi, Lu)g, (Fe, Ga)s012 и приклеена ва, так как механические повреждения оптическим клеем к стеклянйой призме пол- пленки МОМ лентой и рассеяние света на ного внутреннего отражения. Система фото- них не сильно влияют на точность, регистрации — матрица фотодиодов с 10 Формула изобретения системой селективного усиления на частоте Анализатор спектра электрических сигмодуляции светового"сигнала, Для протяж- налов, состоящий из источника света, фор;:и ленты и записи сигнала используется " "мирователя пучКа света,=йризмы полного магнитофон СТМ-2000, внутреннего отражения, к отражающей граДля считывания сигнала используется 15 ни которой приклеена пленка магнитоопти-1-й порядок дифракции. Поскольку, как ческого "материала, Фурье-объектива и видно из графика на фиг. t, величина коле- системы фоторегйстрации, магнитной ленбэний полезного сигнала более чем на Ilo- ты с сйстемой протяжки и записи, соприкарядок превышает колебания фоновой сающейся с магнитной пленкой, о т л и ч азасветки, отношение сигнал/шум увеличит- 20 ю шийся тем, что, с целью повышения ся минимум на порядок и точность измере- точности йзмерейий за счет улучшения пония сигналОв малых "амплитуд также может мехозащищенности, айализатор дополнибыть повышения на порядок. тельного содер>кит"модулятор полярйзации, Преимущества заявляемого анализато- расположенный между источником света и ра следующие. Он обладает большей точно- 25 магнитооптическим материалом.
72
1-и
@ъ
1765775
Составитель А. Семин
Редактор Т. Лошкарева ° Техред М,Моргентал
Корректор И. Шулла
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101
Заказ 3383 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
