Формирователь синусквадратичного и прямоугольного импульсов Советский патент 1983 года по МПК H04N17/00 H03K5/07 

оо

Изобретение относится к измерительной технике, в частности может быть использовано для формирования испытательных элементов в телевизионном (ТВ) сигнале, а именно для фор мирования синусквадратичного импуль.са различной длительности и фронтов (спадов) сигнала синхронизации и пря моугольного импульса (часто именуемых окошком). Известен формирователь синус- . квадратичного импульса, содержащий . последовательно соединенные формирователь импульсов, согласующий блок, последовательный резонансный контур и выходной усилитель fl. Однако данное устройство не нашло широкого применения из-за сложности компенсации потерь в последовательном резонансном контуре. Наиболее близким к предлагаемому устройству является формирователь синусквадратичного импульса на длительности 100 НС, 200 НС, 1 МКС и .прямоугольного импульса, содержащий последовательно соединенные синхрогенератор, блок управления, формирователь импульсов, генератор тока, фильтры Кастелейна-Томпсона и сум- . матор-усилитель. Фильтры (отдельный фильтр на каждую длительность синусквадратичного и прямоугольного импул сов) выполнены на дискретных пассивных элементах, а точнее, на катушках индуктивности и конденсаторах, при этом второй вход формирователя импульсов соединен с вторым выходом синхрогенератора . Однако известное устройство трудно реализовать в микроинтегральном исполнении для повышения надежности и увеличения компактности устройства Кроме того, невозможно оперативно перестраивать формирователь на другие длительности синусквадратичного импульса (для ТВ стандарта 500 строк /60 кадров используются синусквадратичные, импульсы длительностью 100 НС, 200 НС, 1 МКС, а для ТВ стандарта 625 строк/50 кадров - 83 н 166 НС и 1 мкс) и необходимо кроме испытательных сигналов по синусквадратичному закону формировать фронты .(спады) импульсов синхронизации, длительность которых равна 200 не для стандарта 625 строк (50 кадров) Цель изобретения - повышение надежности при одновременном обеспечении оперативной электронной перест ройки по длительности. Для этого в формирователь синусквадратичтйого и прямоугольного импульсов, .содержащий последовательно соединенные синхронизатор, блок упра ления и формирователь импульсов, второй вход которого соединен с вторым выходом синхрогенератора, введены последовательно соединённые лазер первый световод, поляризатор, входной оптический элемент связи, электрооптический кристалл, выходной оптический элемент связи, анализатор, , второй, световод, фотоприемник, усилитель-аттенюатор и инвертор, при этом блок управления соединен с управляющими входами инвертора и усилителя- аттенюатора а выход форми- . рователя импульсов через введенный генератор модулирующих сигналов соединен с электродами электрооптического кристалла. На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема формирователя синусквадратичного и прямоугольного импульсов; на фиг. 2 - векторная диаграмма поляризации оптического излучения лазера; на фиг. 3 - диаграммы напряжений, поясняющие принцип работы устройства. Формирователь синусквадратичного и прямоугольного импульсов содержит лазер 1, первый световод 2, поляризатор 3, входной оптический элемент 4 связи,.электрооптический кристалл 5, электроды6, выходной оптический элемент 7 связи, анализатор 8,второй световод 9, фотоприемник 10, усилитель-аттенюатор 11, инвертор 12, генератор 13 модулирующих сигналов, формирователь 14 импульсов, синхро(Генератор 15, блок 16 управления (коммутационное устройство с клавишным управлением). Принцип действия устройства основан на том, что когерентное излучение лазера 1 проходит через поляризатор 3 и приобретает поляризацию/ лежащукх в плоскости П (фиг. 2). Далее излучение проходит через электрооптический кристалл 5, обладающий линейным электрооптическим эффектом, И не изменяет положения плоскости поляризации излучения n.g, если на электроды 6 не подается модулирующий сигнал (фиг. За). В этом случае анализатор 8 не пропускает излучение на фотоприемник 10, т.е. проекция вектора излучения, лежащего в плоскости Ej., на. ллоскость поляризации П анализатора 8 равна нулю (). Если электрооптический кристалл 5 управляется модулирукадим сигналом с линейно нараставздим участком (интервал i.,--fc3, фиг. За), то в период времени от -fc до -(; плоскость поляризации излучения П. поворачивается по линейному закону от положения 0 до положения 4 180°, а на выходе анализатора 8 в период времени (-tj ,-Ь) интенсивность излучения изменяется по синусквадратичному закону. В фотоприемнике 10 излучение преобразовывается в электрический сигнал в виде 51 -импульса (фиг. 35). Если ликерный участок в модулирующем сигнале (фиг. За) изменяется от Ь

о плоскость поляризации излучения поворачивается от положения 4 0° о положения , и на выходе фооприемника 10 формируется начальый участок прямоугольного импульса , (фиг. З-б), фронт которого изменяется о синусквадратичному закону, т.е. одулирующий сигнал с единичной амлитудой формирует sin -импульс, а с ОЛОВИННОЙ а№1литудой - фронт (спад) рямоугольного импульса.

Устройство работает следующим обазом. /Когерентное излучение лазера 1 в видимой области спектра через первый световод 2 поступает на поляризатор 3, где приобретает строго определенную поляризацию и через входной оптический элемент 4 связи проходит в элёктрооптический кристалл 5, где плоскость поляризации излучения в зависимости от величины модулирующих сигналов (фиг. 3 2- , е , Э) , поступающих на электроды б (один из электродов заземлен), приобретает любое новое положение в пределах If-О - 180. Формирование ТВ испытательного сигнала (фиг. 3м.) начинается с сигнала синхронизации, для чего модулирующий сигнал половинной амплитуды (фиг. 32-) трапецеидальной формы с линейно нар стающим (спадающим) -фронтом (спадом) подается на электроды б с генератора 1 3 модулирующих сигналов длительностью 200 НС (согласно ГОСТа 7845-19). : . ,

Модулирующий сигнал изменяет коэффициент преломления электрооптического кристалла 5 и, тем самым, поляризацию когерентного излучения/ которое.после преобразования (аналогичного описанному принципу действия устройства) в выходном оптическом элементе 7 связи, анализаторе 8, втором световоде 9 и фотоприемнике 10 преобразуется в электрический сигнал (фиг. 39) с синусквадратичными фронтами (спадами). В усилителеаттенюаторе 11 его размах уменьшается на величину, определяемую амплитудой сигнала (фиг. Зк), поступающего на вход управления усилителя-аттенюатора 11 с блока 15 управления. Далее сигнал поступает на инвертор 12, где приобретает обратную полярность в интервале времени, определяемом положительньми значениями сигнала (фиг. Зк) . в результате на выходе инвертора 12 появляются синхроимпульсй (фиг. 3м, а) отрицательной полярности, требуемой амплитуды и с синусквадратичной формой фронтов (спадов) длительностью 200 не. Формирование фронтов (спадов) синхроимпульсов по синусквадратичному закону позволяет расположить в нормированной полосе частот 0-6 мГц практически всю энергию синхроимпульсов.

что значительно уменьшает искажения последних в виде выбросов и переход-; ных процессов., ,

Для формирования синусквадратичного импульса длительностью 166 не на уровне половины амплитуды и прямо- . угольного импульса с длительностью фронта (спада) 83 не в генераторе 13 модулирующих сигналов вырабатывается сигнал (фиг. Зе) единичной амплитуды с длительностью фронта 166 не, который поступает на электроды 8 эл ектрооптического кристалла 5. и управляет . поляризацией излучения. Далее излучение преобразуется аналогично случаю формирования синхросигнала. Сигнал (фиг. 3)К) с выхода фотоприемника 10 проходит через усилитель-аттенюатор 11, который в этом случае : не изменяет коэффициента передачи, и поступает на инвертор 12, где полярность сигнала не изменяется. В результате на выходе инвертора 12 формируются элементы ТВ испытательного сигнала (фиг. 3м, ,). Для формирования синусквадратичного импульса длительностью 2 мкс, с генера- : тора 13 модулирующих сигналов на электроды б поступает сигнал (фиг. 3),с линейно нарастающим и спадающим участками длительностью по 2 мкс и единичной амплитудой. При дальнейшем преобразовании излучения и электрических сигналов второй синусквадратичный импульс, полученный из спадающего участка сигнала (фиг. Зи), полностью подавляется в усилителеаттенюаторе 11 с помощью соответству щего сигнала (фиг. 3л) с блока 16 управления. На выходе инвертора 12 формируется элемент ТВ испытательного сигнала (фиг. 3м, г ). Блок 16 управления синхронизируется сигна7 лами с синхрогенератора 15 и вырабатывает по командам оператора или заложенной программе управляющие сигналы на усилитель-аттенюатор И, инвертор 12 и формирователь 14 импульсов. Последний формирует импульсы соответствующей амплитуды и длитель ности, которые в генераторе 13 модулирующих сигналов преобразуются в модулирующие сигналы, формирующие ТВ испытательный сигнал, (фиг.. 3м).

Работа предлагаемого устройства рассмотрена для случая формирования ТВ испытательного сигнала в течение строки. При формировании испытательного сигнала с течение кадра повторяютея процессы, происходящие в течение строки, кроме моментов времени, приходящихся на кадровые гасящие импульсы, когда на электроды б с генератора 13 модулирующих сигналов поступают только соответствующие синхроимпульеы половинной амплитуды трапецеидальной формы. Для- формирования ТВ испытательного сигнала ТВ ставдарта, отличного от 625 строк/50 ка ров, Необходимо использовать соотве ствующий синхрогенератор 15. Предлагаемое устройство использу ется в составе генератора и измери теля ТВ испытательных сигналов, поэтому световоды 2 и 9 имеют отводы, что .позволяет использовать преобра зование когерентного излучения для других целей, таких как построение широкополосных перемножителей и модуляторов, что расширяет возможност формирования и обработки сигналов. В предлагаемом устройстве повыша ются следующие качественные показатели:компактность и надежность достигаются за счет интегрального исполнения всех узлов и блоков, кроме блока 16 управления, содержащего кнопочно-клавишные переключатели; п интегральной технологии изготовляются диоды (транзисторы, резисторы, конденсаторы, необходимые для построения блоков (11-15), выбор материалов и конструкций полупроводникового лазера 1, световодов 2 и 9 .из кварцевого стекла, поляризатора 3 и анализатора из турмалина, входного и выходного оптических элементов 4 и 7 связи в виде дифракционной решетки, электрооптического кристалла 5, электродов 6 и фотоприемника 10 при их изготовлении также позволяет использовать интегральную технологию; электронная перестройка длительности синусквадратичного импульса, фронта (спада) прямоугольного импульса и синхросигнала в любом требуемом диапазоне с помощью электрического сигнала сокращает номенклатуру измерительной аппаратуры.

. ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИНУСКВАДРА-ТИЧНОГО. И ПРЯМОУГОЛЬНОГО ИМПУЛЬСОВ./ содержащий последовательно соединенЧ ные . синхрргенератор, 0лок управления и формирователь, импульсов, второй вход которого соединён с вторым выходом, синхрогёнератора, от Л и. ч а- ю щи и с я тем, что с целью повышения надежности при одновременном обеспечении оперативной электронной перестройки по длительности, в него введены последовательно соединенные . лазер, первый световод., поляризатор входной оптический элемент связи электрооптичёский кристалл, выходной оптический элемент связи, анализатор, . второй световод фотоприемник, усилитель-аттенюатор и инвертор, при этом блок управления соединен с управля- ющими входами инвертора и усилителяаттенюатора, а выход формирователя импульсов через введенный генератор модулирующих сигналов соединен С электродами электрооптичёского кристалла.Г (Л

2нкб,

,1нкс