Голографический способ автоматической регулировки усиления сигнала

Голографический способ автоматической регулировки усиления (АРУ) сигнала включает в себя обеспечение фокусировки светового потока внутри электрооптического элемента. Подачу контролируемого электрического сигнала на электроды, нанесенные на боковые грани оптически прозрачного электрооптического элемента. Направление светового потока с выхода оптически прозрачного электрооптического элемента в плоскость полуотражательной фурье-голограммы голографического интерферометра. Измерение и анализ параметров пространственно-спектрального распределения интенсивности оптического поля в плоскости формируемой интерферограммы. На основе проведенного анализа вырабатывают управляющие воздействия и подают их на усилительные элементы регулируемых усилительных каскадов приемника сигналов. Технический результат заключается в расширении динамического диапазона работы АРУ сигнала, повышение быстродействия её работы и снижение влияния фоновых шумов на работу системы АРУ сигнала. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к способам автоматического регулирования коэффициента усиления сигнала в электронном оборудовании и может быть использовано в телекоммуникационном оборудовании, в медицинском оборудовании, например в электрокардиографах, в промышленном электронном оборудовании, например в системах управления станками с числовым программным управлением, в навигационном оборудовании, в электроизмерительном и энергетическом оборудовании и т.д.

Известен способ автоматической регулировки усиления (АРУ) сигнала на основе систем АРУ сигнала с прямым регулированием (Тартаковский Г.П. Динамика систем автоматической регулировки усиления. Москва - Ленинград: Госэнергоиздат, 1957. - 191 с.; Радиоприемные устройства: учеб. для вузов по спец. "Радиосвязь и радиовещание" / Н.Н. Буга, А.И. Фалько, Н.И. Чистяков; общ. ред. Н.И. Чистяков. - М.: Радио и связь, 1986. - 319 с.: ил.), заключающийся в обнаружении изменений амплитуды сигнала на входе цепи регулирования, поступающего со входа регулируемого усилительного каскада или регулируемых усилительных каскадов приемника сигналов, и выработке управляющего напряжения, воздействующего на усилительные элементы регулируемого усилительного каскада или каскадов приемника сигналов, автоматически изменяя, тем самым, их коэффициенты усиления. Обычно цепь регулирования в такой системе АРУ сигнала содержит усилитель, амплитудный детектор и фильтр нижних частот.

Признаки, общие с заявляемым способом: обнаружение изменений амплитуды сигнала на входе цепи регулирования.

Способ имеет следующие недостатки:

- как правило, необходим дополнительный усилитель с достаточно большим коэффициентом усиления;

- не отслеживаются изменения коэффициентов передачи усилительного каскада или каскадов приемника сигналов, вызванные изменением температуры, старением и т.д.;

- не обеспечиваются изменения работы системы АРУ при росте динамики входного сигнала;

- характеристики конструктивных элементов в цепи формирования управляющего напряжения ограничивают динамический диапазон работы системы АРУ сигнала;

- электрические процессы в конструктивных элементах цепи формирования управляющего напряжения ограничивают быстродействие работы системы АРУ сигнала;

- технические трудности снижения влияния фоновых шумов на работу системы АРУ сигнала.

Известен способ автоматической регулировки усиления сигнала на основе систем АРУ сигнала с обратным регулированием (Тартаковский Г.П. Динамика систем автоматической регулировки усиления. Москва - Ленинград: Госэнергоиздат, 1957. - 191 с.; Радиоприемные устройства: учеб. для вузов по спец. "Радиосвязь и радиовещание" / Н.Н. Буга, А.И. Фалько, Н.И. Чистяков; общ. ред. Н.И. Чистяков. - М: Радио и связь, 1986. - 319 с.: ил.), заключающийся в обнаружении изменений амплитуды сигнала на входе цепи регулирования, поступающего с выхода регулируемого усилительного каскада или регулируемых каскадов приемника сигналов и выработке управляющего напряжения, воздействующего на усилительные элементы регулируемого усилительного каскада или регулируемых усилительных каскадов приемника сигналов, автоматически изменяя, тем самым, их коэффициенты усиления. Обычно цепь регулирования (цепь обратной связи) в такой системе АРУ сигнала содержит амплитудный детектор и фильтр нижних частот.

Признаки, общие с заявляемым способом: обнаружение изменений амплитуды сигнала на входе цепи регулирования.

Способ имеет следующие недостатки:

- невозможно получить постоянное выходное напряжение усилительного каскада;

- не обеспечиваются одновременно большая глубина регулирования и быстродействие;

- имеются проблемы с устойчивостью системы регулирования;

- не обеспечивается точность управляющего сигнала, обусловленная нелинейностью элементов в цепи обратной связи;

- сложность разделения факторов, вызывающих изменения уровней выходных сигналов усилительных каскадов;

- ограниченный динамический диапазон работы системы АРУ, обусловленный характеристиками конструктивных элементов в цепи обратной связи;

- ограничено быстродействие работы системы АРУ, обусловленное электрическими процессами в конструктивных элементах цепи обратной связи;

- технические трудности снижения влияния фоновых шумов на работу системы АРУ сигнала.

Наиболее близким к предлагаемому голографическому способу автоматической регулировки усиления сигнала является способ автоматической регулировки усиления сигнала со смешанным регулированием (Тартаковский Г.П. Динамика систем автоматической регулировки усиления. Москва - Ленинград: Госэнергоиздат, 1957. - 191 с.; Радиоприемные устройства: учеб. для вузов по спец. "Радиосвязь и радиовещание" / Н.Н. Буга, А.И. Фалько, Н.И. Чистяков; общ. ред. Н.И. Чистяков. - М.: Радио и связь, 1986. - 319 с.: ил.), заключающийся в обнаружении изменений амплитуды сигнала на входе цепи регулирования путем амплитудного детектирования сигнала на выходе одного усилительного каскада и, соответственно, на входе другого, следующего за этим каскадом, усилительного каскада приемника сигналов, и низкочастотной фильтрации полученного сигнала, выработке управляющих напряжений, воздействующих на усилительные элементы регулируемых усилительных каскадов приемника сигналов, изменяя, тем самым, их коэффициенты усиления.

Признак, общий с заявляемым способом: измерение изменения амплитуды сигнала на входе цепи регулирования.

Способ имеет следующие недостатки:

- ограниченный динамический диапазон работы системы АРУ, обусловленный характеристиками конструктивных элементов в цепи регулирования;

- ограничено быстродействие работы системы АРУ, обусловленное электрическими процессами в конструктивных элементах цепи регулирования;

- технические трудности снижения влияния фоновых шумов на работу системы АРУ сигнала.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение динамического диапазона работы системы АРУ сигнала, повышение быстродействия ее работы и снижение влияния фоновых шумов на работу системы АРУ сигнала.

Технический результат достигается тем, что обнаружение изменений амплитуды сигнала на входе цепи регулирования осуществляют путем использования оптической измерительной системы, содержащей лазер, являющийся источником когерентного оптического излучения, оптические элементы, направляющие и фокусирующие световой поток, оптически прозрачный электрооптический элемент с электродами, нанесенными на его боковые грани, и голографический интерферометр с полуотражательной фурье-голограммой, излучаемый лазером когерентный световой поток фокусируют внутри оптически прозрачного электрооптического элемента, электрическое напряжение, поступающее на вход цепи регулирования, подают на электроды, нанесенные на боковые грани оптически прозрачного электрооптического элемента, изменяя, тем самым, его коэффициент преломления, а значит и фазу когерентного светового потока, проходящего через этот электрооптический элемент, световой поток с выхода оптически прозрачного электрооптического элемента направляют в плоскость полуотражательной фурье-голограммы голографического интерферометра, который формирует интерферограмму, измеряют и анализируют параметры пространственно-спектрального распределения интенсивности оптического поля в плоскости формируемой интерферограммы, величину управляющего напряжения в цепи регулирования определяют не непосредственно по амплитуде электрического напряжения сигнала на входе цепи регулирования, а по параметрам интерферограммы, формируемой голографическим интерферометром с полуотражательной фурье-голограммой.

Для достижения технического результата в голографическом способе автоматической регулировки усиления сигнала, заключающемся в измерении изменения амплитуды сигнала на входе цепи регулирования, обнаружение изменений амплитуды сигнала на входе цепи регулирования осуществляют путем использования оптической измерительной системы, содержащей лазер, являющийся источником когерентного оптического излучения, оптические элементы, направляющие и фокусирующие световой поток, оптически прозрачный электрооптический элемент с электродами, нанесенными на его боковые грани, и голографический интерферометр с полуотражательной фурье-голограммой, излучаемый лазером когерентный световой поток фокусируют внутри оптически прозрачного электрооптического элемента, электрическое напряжение, поступающее на вход цепи регулирования, подают на электроды, нанесенные на боковые грани оптически прозрачного электрооптического элемента, изменяя, тем самым, его коэффициент преломления, а значит и фазу когерентного светового потока, проходящего через этот электрооптический элемент, световой поток с выхода оптически прозрачного электрооптического элемента направляют в плоскость полуотражательной фурье-голограммы голографического интерферометра, который формирует интерферограмму, измеряют и анализируют параметры пространственно-спектрального распределения интенсивности оптического поля в плоскости формируемой интерферограммы, величину управляющего напряжения в цепи регулирования определяют не непосредственно по амплитуде электрического напряжения сигнала на входе цепи регулирования, а по параметрам интерферограммы, формируемой голографическим интерферометром с полуотражательной фурье-голограммой. Способ работает следующим образом.

Излучаемый лазером когерентный световой поток с помощью оптических элементов фокусируют внутри оптически прозрачного электрооптического элемента, с выхода которого расходящийся когерентный световой поток направляют в плоскость фурье-голограммы голографического интерферометра с полуотражательной фурье-голограммой (патент РФ №2169348 C1, «Измеритель перемещений с объемной голограммой», опубл. 20.06.2001, Паринов И.А., Прыгунов А.Г., Рожков Е.В., Трепачев В.В., Попов А.В.). На боковые грани оптически прозрачного электрооптического элемента, через который проходит этот световой поток, наносят электроды, на которые подают электрическое напряжение сигнала, поступающего на вход тракта регулирования. Под воздействием электрического напряжения, подаваемого на электроды, нанесенные на боковые грани оптически прозрачного электрооптического элемента, изменяют коэффициент преломления материала электрооптического элемента, что приводит к соответствующему изменению фазы когерентного светового потока на выходе электрооптического элемента. Когерентный световой поток с выхода электрооптического элемента направляют в плоскость фурье-голограммы голографического интерферометра с полуотражательной фурье-голограммой, который формирует интерферограмму в виде интерференционных полос кольцевой формы, пространственно-спектральное распределение интенсивности оптического поля в плоскости которой зависит от фазы когерентного светового потока, падающего в плоскость фурье-голограммы голографического интерферометра с полуотражательной фурье-голограммой. Измеряют и анализируют параметры пространственно-спектрального распределения интенсивности оптического поля в плоскости интерферограммы, формируемой голографическим интерферометром с полуотражательной фурье-голограммой. На основе анализа измеренных параметров пространственно-спектрального распределения интенсивности оптического поля в плоскости интерферограммы (ширины и диаметра интерференционных полос, диапазона пространственных перемещений интерференционных полос различных порядков в плоскости интерферограммы и скорости перемещений этих интерференционных полос в плоскости интерферограммы) вырабатывают управляющие воздействия и подают их на усилительные элементы регулируемых усилительных каскадов приемника сигналов, как и в способе АРУ сигнала со смешанным регулированием или подают управляющие воздействия только на усилительные элементы усилительного каскада приемника сигналов в цепь обратной связи, как в способе АРУ сигнала с обратным регулированием, или только на усилительные элементы усилительного каскада приемника сигналов в цепь регулирования, как в способе АРУ сигнала с прямым регулированием, изменяя, тем самым, коэффициенты усиления усилительного каскада или усилительных каскадов приемника сигналов.

Проведенный сравнительный анализ выявил следующие отличия заявленного способа от способа-прототипа:

1. Способ характеризуется наличием дополнительных действий над материальным объектом:

- формированием когерентного светового потока;

- фокусировкой когерентного светового потока внутри оптически прозрачного электрооптического элемента;

- изменением коэффициента преломления материала оптически прозрачного электрооптического элемента под воздействием электрического напряжения сигнала, поступающего на вход цепи регулирования;

- направлением светового потока с выхода электрооптического элемента на фурье-голограмму голографического интерферометра с полуотражательной фурье-голограммой;

- измерением и анализом параметров пространственно-спектрального распределения интенсивности оптического поля в плоскости интерферограммы, формируемой голографическим интерферометром с полуотражательной фурье-голограммой.

2. Изменена совокупность действий над материальным объектом:

- в заявленном способе отсутствуют действия по амплитудному детектированию и низкочастотной фильтрации сигнала, поступающего на вход цепи регулирования;

- управляющие сигналы для автоматической регулировки коэффициента усиления усилительного каскада или каскадов приемника сигналов могут подаваться на усилительные элементы усилительных каскадов приемника сигналов, как и в способе АРУ сигнала со смешанным регулированием, а могут подаваться только на усилительные элементы усилительного каскада приемника сигналов в цепь обратной связи, как в способе АРУ сигнала с обратным регулированием, или только на усилительные элементы усилительного каскада приемника сигналов в цепь регулирования, как в способе АРУ сигнала с прямым регулированием;

- дополнительно формируется когерентный световой поток, который фокусируется внутри оптически прозрачного электрооптического элемента, с выхода которого направляется в плоскость фурье-голограммы голографического интерферометра с полуотражательной фурье-голограммой, формирующего интерферограмму;

- при прохождении когерентного светового потока со сферическим волновым фронтом через оптически прозрачный электрооптический элемент фаза этого светового потока может изменяться из-за изменений коэффициента преломления оптически прозрачного электрооптического элемента под воздействием электрического напряжения, поступающего на вход цепи регулирования и подаваемого на электроды, нанесенные на боковые грани оптически прозрачного электрооптического элемента;

- проводятся измерение и анализ параметров пространственно-спектрального распределения интенсивности оптического поля в плоскости интерферограммы, формируемой голографическим интерферометром с полуотражательной фурье-голограммой.

Анализ предлагаемого голографического способа регулировки усиления сигнала позволяет сделать следующие выводы:

1. Динамический диапазон работы систем АРУ сигнала, реализующих предлагаемый голографический способ автоматической регулировки усиления сигнала шире, чем у известных способов АРУ сигнала с прямым, обратным и смешанным регулированием (Тартаковский Г.П. Динамика систем автоматической регулировки усиления. Москва - Ленинград: Госэнергоиздат, 1957. - 191 с.; Радиоприемные устройства: учеб. для вузов по спец. "Радиосвязь и радиовещание" / Н.Н. Буга, А.И. Фалько, Н.И. Чистяков; общ. ред. Н.И. Чистяков. - М.: Радио и связь, 1986. - 319 с.: ил.). Это обусловлено тем, что из цепи регулирования исключаются амплитудный детектор и фильтр нижних частот. При этом величина управляющего напряжения в цепи регулирования определяется не непосредственно амплитудой входного напряжения или выходного напряжения регулируемого усилительного каскада или каскадов приемника сигналов, а параметрами интерферограммы (шириной и диаметром интерференционных полос, диапазоном пространственных перемещений интерференционных полос различных порядков в плоскости интерферограммы и скоростью перемещений этих интерференционных полос в плоскости интерферограммы), формируемой голографическим интерферометром с полуотражательной фурье-голограммой.

2. Быстродействие предлагаемого голографического способа АРУ сигнала выше, чем у известных способов АРУ сигнала с прямым, обратным и смешанным регулированием (Тартаковский Г.П. Динамика систем автоматической регулировки усиления. Москва - Ленинград: Госэнергоиздат, 1957. - 191 с.; Радиоприемные устройства: учеб. для вузов по спец. "Радиосвязь и радиовещание" / Н.Н. Буга, А.И. Фалько, Н.И. Чистяков; общ. ред. Н.И. Чистяков. - M.: Радио и связь, 1986. - 319 с.: ил.). Это обусловлено тем, что из цепи регулирования устройств, реализующих голографический способ АРУ сигнала, исключаются амплитудный детектор и фильтр нижних частот, которые содержат реактивные элементы, ограничивающие быстродействие систем АРУ сигнала, реализующих известные способы АРУ сигнала с прямым, обратным и смешанным регулированием. Быстродействие систем АРУ сигнала, реализующих предлагаемый голографический способ АРУ сигнала, будет определяться быстродействием фотоприемного устройства, порогового устройства и решающего устройства.

3. Голографический способ АРУ сигнала обеспечивает снижение влияния фоновых шумов на работу системы АРУ сигнала по сравнению с известными способами АРУ сигнала с прямым, обратным и смешанным регулированием (Тартаковский Г.П. Динамика систем автоматической регулировки усиления. Москва - Ленинград: Госэнергоиздат, 1957. - 191 с.; Радиоприемные устройства: учеб. для вузов по спец. "Радиосвязь и радиовещание" / Н.Н. Буга, А.И. Фалько, Н.И. Чистяков; общ. ред. Н.И. Чистяков. - М.: Радио и связь, 1986. - 319 с.: ил.). Это обусловлено тем, что величина управляющего напряжения в цепи регулирования определяется не непосредственно амплитудой электрического напряжения сигнала на входе тракта регулирования, а параметрами интерферограммы (шириной и диаметром интерференционных полос, диапазоном пространственных перемещений интерференционных полос в плоскости интерферограммы и скоростью перемещений интерференционных полос в плоскости интерферограммы), формируемой голографическим интерферометром. Использование в качестве информативных параметров диаметров интерференционных полос, диапазона и скорости перемещений максимумов интерференционных полос различных порядков позволяет снизить влияние фоновых шумов на работу голографической системы АРУ сигнала в предлагаемом способе по сравнению с известными способами АРУ сигнала с прямым, обратным и смешанным регулированием.

На Фиг. 1 использованы следующие обозначения:

1 - оптическая измерительная система;

2 - фотоприемное устройство;

3 - пороговое устройство;

4 - решающее устройство;

5 - регулируемый усилительный каскад;

Uвх - входное напряжение регулируемого усилительного каскада;

Uвых - выходное напряжение регулируемого усилительного каскада.

На Фиг. 2 представлена структурная схема тракта регулирования АРУ сигнала с обратным регулированием. На Фиг. 2 использованы следующие обозначения:

6 - лазер;

7 - конденсорная линза;

8 - коллимирующая линза;

9 - фокусирующая линза;

10 - кристаллический волновод;

11, 12 - электроды;

13 - подложка волновода;

14 - фокусирующая линза;

15 - полу отражательная фурье-голограмма;

16 - отражательное зеркало;

2 - фотоприемное устройство;

3 - пороговое устройство;

4 - решающее устройство;

α - угол между полу отражательной фурье-голограммой и зеркалом;

О - точка фокусировки светового потока внутри кристаллического волновода;

А, А1, А2 - точки фокусировки фокусирующей линзой 14 светового потока, прошедшего через кристаллический волновод 10 при различных значениях электрического напряжения на электродах 11 и 12.

Сплошными и пунктирными линиями со стрелками показаны направления распространения световых потоков; штрихпунктирной линией обозначена оптическая ось светового потока, излучаемого лазером 6.

Конденсорная линза 7 и коллимирующая линза 8 образуют коллиматор.

В качестве кристаллического волновода 10 может быть использован оптически прозрачный электрооптический кристалл на диэлектрической подложке в виде электрооптического модулятора с поперечным электрическим полем.

В качестве фотоприемного устройства 2 могут быть использованы линейка или матрица фоточувствительных элементов на основе приборов с зарядовой связью.

В качестве порогового устройства 3 могут быть использованы линейки или матрицы пороговых элементов в интегральном исполнении (например, триггеров Шмитта) или другие типы пороговых устройств.

В качестве решающего устройства 4 для обработки сигналов, поступающих от порогового устройства 3, могут быть использованы микроконтроллеры (например, шестнадцати битный микроконтроллер MSP430F163) или устройство обработки сигнала, выполненное на основе отдельных электронных элементов.

Устройство, представленное на Фиг. 2, работает следующим образом. Излучаемый лазером 6 световой поток направляется на конденсаторную линзу 7, которая фокусирует его, обеспечивая равномерную плотность светового потока по его сечению. Далее этот световой поток падает на коллимирующую линзу 8. Коллимирующая линза 8 обеспечивает получение на ее выходе светового потока равномерной плотности с плоским волновым фронтом, четкими краями и требуемой апертурой, который направляется ею на фокусирующую линзу 9. Фокусирующая линза 9 фокусирует падающий на нее световой поток и направляет его на боковую грань кристаллического волновода 10. Световой поток, падающий на боковую грань кристаллического волновода 10, проходит через кристаллический волновод 10, фокусируясь внутри него. На боковую грань кристаллического волновода 10 и подложку волновода 13 нанесены электроды 11 и 12. При приложении к электродам 11 и 12 электрического напряжения изменяется коэффициент преломления материала кристаллического волновода 10. Световой поток с выхода кристаллического волновода 10 направляется на фокусирующую линзу 14, которая фокусирует падающий на нее световой поток в точках А, А1, А2 или в других точках оптической оси, в зависимости от кривизны волнового фронта падающего на нее светового потока. Кривизна волнового фронта светового потока, падающего на фокусирующую линзу 14, зависит от фокусирующих свойств фокусирующей линзы 9 и коэффициента преломления материала кристаллического волновода 10. Фокусирующие свойства фокусирующей линзы 9 не изменяются, а коэффициент преломления кристаллического волновода 10 может изменяться в зависимости от величины электрического напряжения, приложенного к его электродам 11 и 12. При изменении коэффициента преломления материала кристаллического волновода 10 изменяется положение точки фокуса О в материале кристаллического волновода 10, что приводит к изменению кривизны волнового фронта светового потока, падающего на фокусирующую линзу 14, а, значит, и кривизны волнового фронта светового потока на выходе этой линзы. С выхода фокусирующей линзы 14 световой поток направляется на полу отражательную фурье-голограмму 15. Световой поток, падающий на полу отражательную фурье-голограмму 15, частично дифрагирует от нее, а частично проходит через полуотражательную фурье-голограмму 15, отражается отражательным зеркалом 16 и повторно проходит через полу отражательную фурье-голограмму 15, частично дифрагируя от нее. Световой поток, дифрагировавший от полуотражательной фурье-голограммы 15 и световой поток, прошедший через полуотражательную фурье-голограмму 15, отраженный отражательным зеркалом 16 и повторно прошедший через полу отражательную фурье-голограмму 15, направляются в плоскость фотоприемного устройства 2, где образуют интерферограмму в виде светлых и темных полос кольцевой формы. На Фиг. 3 показан вид этих интерференционных полос для различных разностей фаз Δφ интерферирующих световых потоков: а) Δφ=0°; б) Δφ=45°; в) Δφ=90°; г) Δφ=135°; д) Δφ=150°; е) Δφ=180°. Расчеты и результаты натурного эксперимента показывают, что ширина интерференционных полос, формируемых в плоскости фотоприемного устройства 2, при размерах оптической части схемы тракта регулирования АРУ сигнала с обратным регулированием (Фиг. 2) от 5 см до 20 см и углах 0°<α<3°, может изменяться от микрометров до сантиметров и более. Для обеспечения точности измерения параметров интерферограммы (ширины и диаметров интерференционных полос различных порядков, диапазона и скорости пространственных перемещений этих интерференционных полос в плоскости интерферограммы) размеры оптической части схемы тракта регулирования АРУ сигнала с обратным регулированием и угол α (Фиг. 2) выбираются такими, чтобы параметры интерферограммы без технических сложностей измерялись фотоприемными устройствами, выпускаемыми современной промышленностью. Выход каждого отдельного фоточувствительного элемента фотоприемного устройства 2 соединен со входом соответствующего ему порогового элемента порогового устройства 3. На выходе каждого порогового элемента порогового устройства 3, в зависимости от освещенности соединенного конкретно с ним фоточувствительного элемента фотоприемного устройства 2, формируется «единица» или «ноль» цифровой информации. Каждому положению точки фокуса О в кристаллическом волноводе 10 в зависимости от величины напряжения на электродах 11, 12 будет соответствовать однозначная кривизна волнового фронта светового потока, падающего на полуотражательную фурье-голограмму 15, а значит и соответствующий этому цифровой двоичный код на выходах пороговых элементов порогового устройства 3. Цифровые двоичные коды, соответствующие параметрам каждой конкретной интерферограммы, поступают на входы решающего устройства 4. При анализе параметров интерферограммы, формируемой в плоскости фотоприемного устройства 2 необходимо учитывать следующее:

- при увеличении кривизны волнового фронта светового потока, падающего на полу отражательную фурье-голограмму 15 (Фиг. 2), интерференционные полосы на интерферограмме сбегаются к центру интерференционной картины;

- при уменьшении кривизны волнового фронта светового потока, падающего на полуотражательную фурье-голограмму 15 (Фиг. 2), интерференционные полосы на интерферограмме разбегаются от центра интерференционной картины;

- при полном совпадении кривизны волнового фронта светового потока, падающего на полу отражательную фурье-голограмму 15 (Фиг. 2), с кривизной волнового фронта светового потока, экспонированного на этой фурье-голограмме, в плоскости интерференции будет наблюдаться сплошная засветка (реально это условие получить практически невозможно и оно может не учитываться).

Решающее устройство 4 (Фиг. 2), на основе анализа значений цифровых двоичных кодов, поступающих на его входы, вырабатывает управляющее напряжение, воздействующее на усилительные элементы регулируемого усилительного каскада 5 (Фиг. 1), изменяя его коэффициент усиления. Помимо поддержания стабильного уровня выходного напряжения регулируемого усилительного каскада в предлагаемой системе АРУ сигнала с обратным регулированием дискретные отсчеты значений управляющего напряжения, вырабатываемые решающим устройством 4 (Фиг. 2), могут записываться и храниться в памяти этого решающего устройства. Данная информация может быть использована в работе электрокардиографов.

Проведенный патентный поиск показал, что предлагаемое изобретение в полной мере отвечает критерию новизны.

Голографический способ автоматической регулировки усиления сигнала, заключающийся в измерении изменения амплитуды сигнала на входе цепи регулирования, отличающийся тем, что обнаружение изменений амплитуды сигнала на входе цепи регулирования осуществляют путем использования оптической измерительной системы, содержащей лазер, являющийся источником когерентного оптического излучения, оптические элементы, направляющие и фокусирующие световой поток, оптически прозрачный электрооптический элемент с электродами, нанесенными на его боковые грани, и голографический интерферометр с полуотражательной фурье-голограммой, излучаемый лазером когерентный световой поток фокусируют внутри оптически прозрачного электрооптического элемента, электрическое напряжение, поступающее на вход цепи регулирования, подают на электроды, нанесенные на боковые грани оптически прозрачного электрооптического элемента, изменяя, тем самым, его коэффициент преломления, а значит и фазу когерентного светового потока, проходящего через этот электрооптический элемент, световой поток с выхода оптически прозрачного электрооптического элемента направляют в плоскость полуотражательной фурье-голограммы голографического интерферометра, который формирует интерферограмму, измеряют и анализируют параметры пространственно-спектрального распределения интенсивности оптического поля в плоскости формируемой интерферограммы, величину управляющего напряжения в цепи регулирования определяют не непосредственно по амплитуде электрического напряжения сигнала на входе цепи регулирования, а по параметрам интерферограммы, формируемой голографическим интерферометром с полуотражательной фурье-голограммой.



 

Похожие патенты:

Акустооптический измеритель параметров радиосигналов включает в себя последовательно по свету расположенные лазер, коллиматор, АО дефлектор, на электрический вход которого подается измеряемый радиосигнал, интегрирующую линзу, в фокальной плоскости которой расположено регистрирующее устройство, и цилиндрическую линзу, расположенную между интегрирующей линзой и линейкой фотоприемников.

Устройство селекции сигналов по частоте содержит последовательно оптически соединенные лазер, коллиматор, акустооптический модулятор (АОМ) света, первую интегрирующую линзу и пространственный фильтр, а также вторую интегрирующую линзу и линейку фотодиодов.

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для формирования лазерного растра систем управления, лазерных прицелов и может быть использовано при управлении, посадке и стыковке летательных аппаратов, проводке судов по сложным фарватерам, обнаружении оптикоэлектронных приборов по «блику», дистанционном управлении робототехническими устройствами.

Изобретение относится к области прикладной оптики и спектрометрии и касается акустооптического монохроматора. Монохроматор содержит неколлинеарный акустооптический фильтр, отличающийся тем, что в качестве элемента для компенсации дисперсии использована выходная грань кристалла акустооптической ячейки фильтра.

Устройство относится к области обработки сигналов и предназначено для использования во входных цепях радиоприемных систем. Устройство селекции сигналов содержит последовательно оптически соединенные лазер, коллиматор, первый акустооптический модулятор (АОМ) света, электрический вход которого является входом устройства, первую линзу проектирующей оптической системы, первый пространственный фильтр, последовательно соединенную вторую линзу проектирующей оптической системы, второй АОМ света, оптически соединенный с интегрирующей линзой через второй порядок дифракции, второй пространственный фильтр и фотодетектор, выполненный в виде линейки фотодиодов.

Способ относится к области обработки сигналов и предназначен для использования во входных цепях радиоприемных систем. Способ селекции сигналов включает формирование пространственно-когерентного монохроматического светового потока, первую фазовую модуляцию этого потока пространственно-временным акустическим сигналом, соответствующим входному электрическому сигналу, пространственную фильтрацию светового потока, вторую фазовую модуляцию светового потока пространственно-временным акустическим сигналом, соответствующим входному электрическому сигналу и имеющим в два раза большую длину волны, чем при первой фазовой модуляции, интегрирование светового потока, вторичную пространственную фильтрацию и пространственно-дискретное детектирование.

Изобретение относится к оптике, к оптическим волноводным устройствам, в частности к микромеханическим оптическим коммутаторам оптических линий связи. Технический результат изобретения заключается в создании устройства матричного коммутатора оптических линий связи, имеющего размеры коммутационных ячеек много меньше, чем у электрооптических коммутаторов, что позволит создавать матричные коммутаторы большой сложности.

Изобретение относится к области изготовления жидкокристаллических ячеек для жидкокристаллических приборов, которые могут быть широко использованы в различных информационных системах.

Изобретение относится к устройствам для модуляции и сканирования оптического излучения на основе дифракции Брэгга на акустических волнах. .

Изобретение относится к акустооптике и может быть использовано в приборах отклонения и модуляции лазерных пучков. .

Акустооптический измеритель параметров радиосигналов включает в себя последовательно по свету расположенные лазер, коллиматор, АО дефлектор, на электрический вход которого подается измеряемый радиосигнал, интегрирующую линзу, в фокальной плоскости которой расположено регистрирующее устройство, и цилиндрическую линзу, расположенную между интегрирующей линзой и линейкой фотоприемников.

Устройство селекции сигналов по частоте содержит последовательно оптически соединенные лазер, коллиматор, акустооптический модулятор (АОМ) света, первую интегрирующую линзу и пространственный фильтр, а также вторую интегрирующую линзу и линейку фотодиодов.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиолокации, связи и электромагнитном мониторинге эфира, при котором определяется спектральный состав источников излучения.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Способ определения частоты радиосигнала в акустооптическом приемнике-частотомере, заключающийся в подаче на электрический вход акустооптического дефлектора анализируемого радиосигнала, преобразовании его в акустический и далее в оптический сигнал, Фурье-преобразовании последнего с фиксацией распределения его интенсивности N-элементной линейкой фотодиодов, формировании на их выходах видеосигналов с уровнями, пропорциональными уровням упомянутого распределения интенсивности, вычислении частоты радиосигнала, отождествляемой с абсциссой оси симметрии распределения интенсивности светового сигнала, дискретизированного фотодиодами, подаче на вход дефлектора наряду с анализируемым и эталонных сигналов, нахождении в линейке фотодиодов, откликнувшихся на эти сигналы, нахождении среди откликов сигналов максимального уровня, регистрации номеров соответствующих им фотодиодов и измерении уровней сигналов и на них, и на рядом стоящих с ними фотодиодах, использовании этих данных для вычисления частот, соответствующих номерам фотодиодов с сигналами максимального уровня, выполнении перечисленных действий над откликами фотодиодов для R (где R>2) эталонных сигналов, у которых частоты F1, F2, …, Fj, …, FR равномерно распределены в частотном диапазоне частотомера и растут вместе с индексом, обозначении найденных номеров фотодиодов с сигналами максимального уровня nj (где (1≤j≤R), обозначении уровней сигналов на них и на соседних с ними фотодиодах Ynj, Ynj+1, Ynj-1 соответственно, вычислении коэффициентов knj, вычислении частотных интервалов ΔFj в полосах частот fj…fj+1, где частоты fj=Fj-knjΔFj соответствуют фотодиодам с номерами nj, последующем определении соответствующих q-тым (где nj≤q≤nj+1) фотодиодам частот fq=fj+ΔFj-(q-nj), используемых для вычисления абсциссы упомянутой оси симметрии.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в качестве широкополосного измерителя частоты радиосигналов. Технический результат, заключающийся в расширении полосы рабочих частот, достигается тем, что в акустооптический спектроанализатор, содержащий в своем составе лазер, коллиматор, акустооптический дефлектор, глухое зеркало, две интегрирующие линзы и две линейки фотоприемных устройств, в котором измеряемый радиосигнал подается на пьезопреобразователь акустооптического дефлектора, а на одну из его оптических граней лазерное излучение падает под отрицательным углом Брэгга и дифрагирует по направлению последовательно расположенных первой интегрирующей линзы и первой линейки фотоприемных устройств, а на вторую оптическую грань акустооптического дефлектора лазерное излучение, переотражаясь от глухого зеркала, падает под положительным углом Брэгга и дифрагирует по направлению последовательно расположенных второй интегрирующей линзы и второй линейки фотоприемных устройств, дополнительно между первой и второй гранями акустооптического дефлектора и первой и второй интегрирующими линзами включены первый и второй поляроиды, а акустооптический дефлектор выполнен на основе ниобата лития с косым углом среза, равным β, и аномальной дифракцией, характеризуемой наличием двух одинаковых полос пропускания ΔfΣ1 и ΔfΣ2 вблизи отличающихся частот перегиба f01 и f02, задаваемых соответствующей величиной угла β, и между собой взаимосвязанных посредством f02-f01≃ΔfΣ1≃ΔfΣ2, причем протяженность по свету пьезопреобразователя акустооптического дефлектора выбрана из условия совмещения полос ΔfΣ1 и ΔfΣ2 по заданному уровню неравномерности дифракционной эффективности.

Изобретение относится к области измерений в свободном пространстве параметров сигналов, излучаемых радиопередающими устройствами базовых станций в сетях связи с временным разделением дуплексных (входящего и исходящего) каналов.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в качестве высокоточного измерителя параметров радиосигналов в частотомерах. .

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в качестве высокоточного измерителя параметров радиосигналов в частотомерах и демодуляторах частотно-модулированных сигналов диапазона СВЧ.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в качестве высокоточного измерителя частотных параметров радиосигналов в широкополосных системах связи, радиолокации и радиоразведке.

Изобретение относится к области спектроскопического обнаружения веществ и касается система для отслеживания в транспортном средстве целевых веществ. Система содержит камеру для гиперспектральной съемки, получающую изображения внутреннего пространства транспортного средства, процессор, электрически соединенный с указанной камерой, и устройство хранения информации, электрически соединенное с процессором.

Голографический способ автоматической регулировки усиления сигнала включает в себя обеспечение фокусировки светового потока внутри электрооптического элемента. Подачу контролируемого электрического сигнала на электроды, нанесенные на боковые грани оптически прозрачного электрооптического элемента. Направление светового потока с выхода оптически прозрачного электрооптического элемента в плоскость полуотражательной фурье-голограммы голографического интерферометра. Измерение и анализ параметров пространственно-спектрального распределения интенсивности оптического поля в плоскости формируемой интерферограммы. На основе проведенного анализа вырабатывают управляющие воздействия и подают их на усилительные элементы регулируемых усилительных каскадов приемника сигналов. Технический результат заключается в расширении динамического диапазона работы АРУ сигнала, повышение быстродействия её работы и снижение влияния фоновых шумов на работу системы АРУ сигнала. 3 ил.

Наверх