Устройство для запоминания и сжатия электрических сигналов

 

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскмк

Соцналмстичесннк

Реснублнк (ii>602095

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6Ц Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 291275 (21)23058эбу18-24 (5 )М. (Л с присоединением заявки Но (23) Приоритет

G 11 С 11/16

G 06 F 7/00

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий

Опубликовано 301p8p Бюллетень 40 (53) УДК 6 81 . 32 7 (088.8) Дата опубликования описания 30.1080 (72) Авторы изобретения

Р.А.Житников, Н.А.Доватор и О.С.Васютинский (73) Заявитель

Ордена Ленина физико-технический институт им. A.Ô.Èoôôå (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ЗАПОМИНАНИЯ И СЖАТИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к запоминающим устройствам и может быть использовано для запоминания, за держки и сжатия электрических сиг налов. 5

Известны устройства для запоминания и сжатия электических сигна лов. Одно из них основано на эффекте ядерного и электронного спииового эха в жидких и твердых веществах (1)

Однако для работы этого устройст ва необходимы мощные поляризующие магнитные поля (до 10 000 Э) и слож ная криогенная техника.

Наиболее близкиь к предлагаемому (5 является- устройство для запоминания и сжатия электрических сигналов, содержащее рабочую ячейку, приемную катушку; источник переменного магнитно го поля резонансной частоты, подклю 20 ченный к формирователю и генератору, усилитель, выход которого соединен с входом индикатора (21

Однако это устройство не нашло широкого применения,так как необходи- 25 мость использования сильного магнитного поля для поляризации рабочего вещества,находящегося в рабочей ячейке,не позволяет создать компактное и экономическое устройство для запоминания и30 обработки информации, Кроме того, в этом устройстве слабый задержанный сигнал спинового эха наводится в приемной катушке, охватывающей рабочую ячейку, а это требует сложной радиотехнической развязки, необходимой для исключения влияния мощных сигнальных импульсов на приемный канал устрой— ства.

Цель изобретения - упрощение устрой ства и расширение области его применения.

Для этого в устройство введны фото детектор, соединенный с усилителем, источники оптического резонансного излучения накачки и регистрации и прозрачная камера, заполненная парами ще лочного металла, например цезия, или газом, например гелием, размещенная между фотодетектором и источниками оптического резонансного излучения накачки и регистрации и помещенная в поле источника переменного магнитного поля резонансной частоты.

На фиг. 1 приведена структурная оптико-электрическая схема устройства; на фиг. 2 — диаграмма уровней энергии основного состояния атомов

АФ67 ; на фиг. 3 упрощенный вариант устройства.

602095

Устройство для запоминания и сжа.тия электрических сигналов содержит спектральную лампу l накачки, линзы

2, поляроиды 3, четвертьволновые пластинки 4, лампу 5 для регистрации задержанного сигнала спинового эха, высокочастотные генераторы 6 для возбуждения ламп 1 и 5. Перечисленные узлы устройства образуют источники оптического резонансного излучения накачки и регистрации. Кроме того, устройство содержит источник переменного магнитного поля резонансной частоты, например радиочастотную ка тушку 7, фотодетектор 8, кольца 9 для создания постоянного магнитного поля, источник 10;цля питания колец 15

9, формирователь ll генератор 12, усилитель 13, индикатор 14, прозрачную камеру 15, заполненную парами щелочного металла., например цезия, или газом, например гелием, линзу 16. 2О

Камера 15 размещена между фотодетекто ром 8 с линзой 16 и источниками оптического резонансного излучения накачки и регистрации, образуемыми узлами (1-6), и помещена в поле катушки 7, соединенной с формирователем

11 и генератором 12. Выход фотодетеВтора 8 соединен с входом усилителя 13.

Устройство. работает следующим об- 3ц разом.

В лампе 1 накачки, содержащей тот же гаэ,или пар, что и камера 15 с помощью генератора 6 возбуждается высокочастотный беээлектродный разряд 35 для создания резонансного излучения.

Это излучение, пройдя через поляроид

3 и четвертьволновую пластинку 4, становится циркулярно поляризованным и попадает в камеру 15. В результате резонансного поглощения и последующего излучения света в камере 15 происходит оптическая ориентация магнитных 1 моментов атомов. При поступлении регистрируемого радиоимпульса на вход устройства формирователь ll преобра- . 45 зует этот импульс в сигнальный радиоимпульс, параметры которого удовлетворяют условию длительность сигнального ради оимпульс а g средняя полуамплитуда сигналь ного радиоимпульса; — гидромагнитное отношение для атомов в камере 15

- частота заполнения регистрируемого и сигнальногоимпульсов 69 величина постоянного магнитно. го поля.

Под действием сигнального радиоимпульса, поступающего в радиочастотную екатушку 7,суммарный магнитный момент оптически ориентированных атомов отклоняется от оси ? в плоскость lip.

После окончания этого импульса магнитный момент, прецессируя с частотой <в= Н в плоскости ху, будет затухать по амплитуде как вслед ствие релаксации, так и иэ-эа неоднородности постоянного магнитного поля Í . Интенсивность резонансного излучения лампы 5, прошедшего через камеру 15, будет модулирована по амплитуде пропорционально х-составляющей суммарного магнитного момента с частотой и . Это изменение излучения регистрируетс я с помощью фотодетектора

8.Если через время,ЩЙ после начала сигнального радиоимпульса,где жиздр требуемое время задержки, генератор

12 вырабатывает считывающий импульс, для которого выполняется соотношение сТй„=iT; ч*+н то в момент времени +=Т „фотодетектор 8 зарегистрирует сигнал спинового эха, который затем усиливается усилителем 13 и подается на индикатор 14 например широкополосный осциллограф.

Изменяя Т „, можно просто и в широких пределах регулировать время задержки.

Выше было дано описание устройства для работы в радиочастотном диапазоне

Например, для атомов щелочного металла C гидромагнитное отношение рав аа но: „ =350 кГц/Э, поэтому в магнитном поле Й„=1 Э .йесущая-частота радноимпульсов равна 1=350 кГц, для атомов

КЬ - соответственно +=700 кГц/Э, а 1=700 кГц в поле Нз 13.

Однако предлагаемое устройство может работать и в СВЧ-диапазоне. Для этого используется сверхтонкое расщепление основного состояния атомов рабочего вещества камеры 15. В качестве примера на фиг. 2 приведена диаграмма уровней энергии Е основного состояния Q5, где,буквой F обозначен полный момент количества движения атома, буквой И обозначена про"екция этого момента на направление внешнего магнитного поля Н,,а стрелками обозначены возможные частоты заполнения радиоимпульса. Частота кол баний в слабом магнитном поле удовлетворяет условию

СТС Щ О где М частота сверхтонкого расщепления (для яфз М

6834,.7 МГц, дляС

<ааста— 9192,6 МГц)

- коэффициент, зависящий от выбранной пары энергетичес. ких уровней основного состояния.

Отличие устройства, работающего в

СВЧ диапазоне, заключается в использовании вместо радиочастотной катуи602095 ки 7 СВЧ-антенны или объемного резонатора, а также в использовании фотодетектора, усилителя и индикатора, пригодных для регистрации и усиления

СВЧ сигналов

Упрощенный вариант устройства, представленный на фиг. 3, позволяет уменьшить габариты, вес и энергопотребление предлагаемого устройства. Отличие от схемы, приведенной на фиг. 1, состоит в том, что вместо двух лучей (накачки и регистрации) используется один луч, а магнитное поле ориентировано под 45 к оптической оси устройства. Работает такое устройство аналогично первому вследствие того, что световой луч, направленный по оси Ъ, как известно, можно разложить на две компоненты, одна из которых совпадает с направлением магнитного поля Н,, а другая перпендикуляр-. на к нему, причем составляющая све— тового излучения, направле ная вдоль поля Н, выполняет роль луча накачки, а перпендикулярная составляющая играет роль регистрирующего луча.

Таким образом, предлагаемое устройство может работать в различных диапазонах частот, не требует сильных магнитных полей для поляризации ве щества, а регистрация задержанного импульса по изменению интенсивности света, проходящего через камеру, поэ воляет упростить задачу развязки ввода информации. Предлагаемое устройство позволяет получить большие време на задержки в радиочастотном и СВЧдиапазонах. Например, для паров щелочных металлов время задержки может составлять десятки мс.

Формула изобретения

Устройство для запоминания и сжатия электрических сигналов, содержащее ф источник переменного магнитного поля резонансной частоты, подключенный к формирователю и генератору, усилитель, выход которого соединен с входом индикатора, о т л и ч а ю ш е е с я

15 тем что, с целью упрощения устро ства и расширения области его применения, оно содержит фотодетектор, со- единенный с усилителем, источники оп тического резонансного излучения накачки и регистрации и прозрачную ка

4 меру, заполненную парами щелочного металла, например цезия, или газом, например гелием, размещенную между фотодетектором и источниками оптического резонансного излучения накачки. 5 и регистрации и помещенную в поле источника переменного магнитного поля. резонансной частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1." Зарубежная радиоэлектроника, 1970, Nl 11, с . 118.

2 ° Патент CltlA i4 2887673, кл. 340 -173, 1955. о02О95

ФЬг. Г

Фиг. 3

Составитель A. Рудаков

Техред Н. Барадулииа Корре кторМ. Вигула

Редактор Т. Колодцева

Заказ 7852/75 Тираж 662 Подписное

ЬНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушскэя наб., д. 4/5

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