Устройство для измерения нелинейности фотоприемников и оптических излучателей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлеио01.08.76 (21) 2391183/18-25 с присоединением заявки ¹

Государственный кемктет

СССР не делам изобретений н открытей (23) Приоритет

Опубликовано 05.04.79.Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 08.04.79 (72) Авторы изобретения

М. С. Тверецкий и B. И. Смирнов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ

ФОТОПРИЕМНИКОВ И ОПТИЧЕСКИХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ е

Изобретение относится к области оптоэлектронных измерений, в частности,,к определению параметров оптических излучателей и приемников.

Известно устройство для измерения с модуляционных характеристик оптических излучателей, содержащее генератор элек трических колебаний, соединенный с опти . ческим излучателем, фотоприемник, и индикак ор j1j.

Недостаток этого устройства в том, что результат измерений зависит от ин тенсивности излучения оптического гене» ра тора.

Известно устройство для нелинейност ; фотоприемников и светодиодов, содержащее три генератора гармонических коле- баний, оптический излучатель, фотоприем» ник, полосовой фильтр, вольтметр и ана« лизатор спектра (2).

Недостатком известного устройства является то, что с его помощью факти чески измеряется общая нелинейность тракта излучатель приемник, и для того, чтобы измерить, например, нелинейность только фотоприемника необходимо иметь качественный излучатель, характеристи кн которого должны быть известны. Лан ный недостаток резко снижает точность измерений.

Llew предлагаемого изобретенияповышение точности измерения.

Для этого в устройство введены два оптических излучателя, соединенные каждый с генератором и оптически связанные с фотоприемником.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства для измерения нелинейно сти фотоприемников и оптических излучателей.

Устройство содержит три генератора

1, 2, 3 синусоидальных колебаний с частотами 1„, 1, 1з, усилители 4, 5, 6

20 светоизлучающие диоды 7, 8, 9, фото» приемник 10, полосоврй фильтр 11, ана лизатор 12 напряжения, вольтметр 13.

Работа устройства основана на принципе создания трех незввисимых световых

655944 потоков, каждый из которых модулируется по интенсивности гармоническим сигналом определенной частоты. Потоки эти подаются одновременно на вход исследу« емого фотоприемника, причем наличие нелинейности у фотоприемника вызывает давление на его электрическом выходе ком бинационных продуктов, Анализируя амп литуды этих продуктов, можно рассчитать величину затухания второй и третьей гармоник фотоприемника.

Сигналы с частотами - получаютса or измерительных генераторов (1 — 3) и подаются на усилители (4 - 6) светодиодов (7 9). Ток поступает на светодиоды, обеспечивая пропорциональ ное изменение интенсивности их свечения.

Световые потоки излучения светодиодов направляются на исследуемый фото приемник 10, электрический спектр на выходе которого исследуетса с помошью анализатора спектра.

При измерении относительно больших

25 величин затуханий гармоник(болев 4050 дБ) возможно поавление погрешнос ти из-за нелинейности входного устройства анализатора Во избежание этого используетса полосовый фильтр, настроен ный на частоту исследуемого комбина» ционного продукта и првпятствуюший по- . паданию на вход анализатора основных сигналов с частотами х, Þz и 5>. Напряжения этих сигналов измераютса широкополосными вольтметрами 13.

Определение затухания второй гармо» ники Ct . осуществляетса посредством измерения напряжения комбиаационногo сиг нала с частотэй х „= 1 4 (при етом тре- 40 тий светодиод выключей), третьей гармоники Ql г с частотой $ X + + j хСледует оговориться, что использова ние комбинационного сигнала с частотой гв данном случае недопустимо, так 4

+ как результаты измерений могут быть искажены из эа возникновения в излучателе гармоник основных сигналов.

Нелинейные искажения фотоприемника могут быть различны на различных по электрическому выходу частотах. Поэтому . исследования проводят, выбирая частоту „ =, Ф .лоочередно на различных участках полосы пропускания частот полосового фильтра. При любом выбранном значении должно выполняться условие несовпа денна этой частоты с гармониками частот а измерении нелинейности третьего порядка — и с нелинейными продуктами второго порядка.

Расстояние между частотой измеряемого

P комбинационного продукта и частотой любого другого сигнала на выходе фильтра

11 должно быть не менее полосы про пускания избирательного прибора. 31 о условие легко выполняется при наличии анализа тора 1 2 и фильтра 1 1 с относительными импульсами пр опускания менее

1 %. Например, при наличии фильтра с по» лосой пропускания 72-76 кГц можно принять = f +fz=3<+44 74Иц .

Очевидно, что гармоники основных сигналов в полосу пропусканиа-в данном случае не попадают. При f =f +f -

=32 + 92 50 кГц в полосу пропусканиа не попадают ни гармоники основных сиг налов, ни продукты второго порядка, ни продукты третьего порядка вида и g 3< - ».

Кроме того, частоты основных сигналов должны быть таковы, чтобы исследу» емый фотоприемник мог обеспечить на выходе их достаточную мошность.

Определение затуханий гармоник по измерениям напряжений комбинационных продуктов нелинейности требует несложных подсчетов.

Так, если Qz< (с зг) определяется для ,уровня выходного сигнала Р, уровни выходных сигналов Рз должны устанавливатьса на выходе равными и ниже Р иа 6(13,8) цБ, т.

2й ) г= Р -рк-с,ф., гдето - затухание полосового фильтра на частоте измеряемого продукта;

Р - уровень основного сигнала на выходе, равный Р 6 при измерении

g, или Р„„.- 13 8 - при измерении

2Г с зГ

P - уровень измерений комбинации.

Еслй измерительные приборы програду- ированы в вольтах, напряжения основных сигналов Ц устанавливаются соответственно в 2 или в 4,9 раза меньше того

IJ, при котором должно определатьса

М. затухание нелинейности. В этом случае

Uî

ЛГ 2ОЮ 0 а 4, 0 =0Г/Z î а = гΠŠ— „-any . -Ha Uo n (49

ЗГ к

Измерив нелинейность фотоприемника,. можно определить долю нелинейных искаФ жений, вносимых источником излучения в.системе излучатель фотоприемник, проводя измерение, используя один оптический канал предлагаемого прибора.

655944

Составитель Г. Дозоров

Редактор Б. Павлов Техред .М. Петко Корректор С. 1Нек ор

Заказ 1505/33 Тираж 1089 Подписное

Ш1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ?K»35, Раушская наб., д. 4/5

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

Формула изобретения

Устройство для измерения нелинейности фотоприемников и оптических излучателей, соцержашее три генератора гармонических колебаний, оптический излучатель, 5 фотоприемник, полосовой фильтр, вольтметр и анализатор спектра, о т л и —. ча юшееся тем, что, сцельнэйовышении точности измерений, в него введены два дополнительных оПтических излучателя, соединенные каждый с генера» гором и оптически связанные с фотопри емником.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мутенко Е. P., Парыгин В. И.

Методы модуляции и сканирования света, М., Наука, 1970, с. 265-267.

2. Базе Г. Передача информации по световодам. Доклад на выставке Связь, М., 1975.