Устройство для измерения времени запаздывания сигнала в фотоприемниках Советский патент 1984 года по МПК G04F10/00 

1

00

4

О

СО Изобретение относится к радиоизмерениям и может быть испота.эовано, в частности, в системах контооля параметров многоканальных Фот приемников, применяемых в оптоэлектронных запоминающих устройствах современных электронных вычислитель ных машин. Известно устройство для измерения времени запаздывания сигнала в фотоприемниках, состоящее из источвика- оптического излучения, связанного с модулятором, контрольным фотоприемником, вход которого соед нен с испытуемым фотоприемником, связанным с источником излучения, а выход - с регистратором fl . Недостатком устройства является низкая точность измерений, вызванная инерционностью контрольного фотоприемника, наличием неконтролируемых изменений фазовых характерис тик оптических и электрических элементов , входящих в состав устройства, не позволяющих однозначно свя зать отсчет фазы с временем запаздывания сигнала фотоприемника. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее последовательно соединенные источник излуче ния, оптоэлектронный модулятор и испытуемый фотоприемник, усилитель, выход которого связан с входом управления оптозлектронного модулятора и регистратор. В указанном устройстве световой поток ис точника излучения, пройдя оптоэлек,тронный модулятор и оптическую линию задержки, попадает на фотоприемник, в результате-чего на его выходе появляется сигнал, который . через усилитель подается на электрический вход модулятора и запира ет его, обрывая поток оптического излучения на входе испытуемого фотоприемн11ка. Последнее приводит к снятию эапиршощего напряжения на входе модулятора, в результате чего на входе .испытуемого фотоприемника вновь появляется оптический сигнал. При этом возникает авто колебательный процесс, частота которого определяется величиной задержки в оптич-еском канале С2Л. Известное устройс1во не обеспечивает достаточной точности измерения из-за низкой достоверности ре зультата. В любой автоколебательной системе с обратной связью для поддержания автоколебательного процес са необходимо выполнение определенных амплитудных и фазовых соотно- , шений в петле обратной связи. Эти соотношения легко нарушаются изменением юстировки оптического тракта при перемещении отражателя оптичес.кой линии задержки, а также за счет неравномерной фазовой характеристики усилителя и наличием фазовых сдвигов в электрическом канале оптоэлектронного модулятора. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные источник излучения, оптоэлектронный модулятор и фотоприемник, усилитель, выход которого соединен с входом управления оптоэляктронного модулятора, и регистратор, введены фильтр низких частот, перемножитель, счетчик и генератор, первый выход которого соединен с входом усилителя, а второй - с первыми входами счетчика и перемножителя, при этом второй вход перемножителя соединен с выходом фотоприемника, выход перемножителя соединен с входом фильтра низких частот, выход которого через регистратор подключен к второму входу счетчика. На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит источник 1 излучения, оптоэлектронный модулятор 2 фотоприемник 3, перемножитель 4, фильтр 5 низких частот, усилитель 6, генератор 7, счетчик 8 и регистраTdp 9. Источник 1 излучения оптически связан с оптоэлектронным модулятором 2 и испытуемым фотоприемником 3. Выход фотоприемника 3 подключен к первому входу перемножителя 4. Второй вход перемножителя 4 соединен с вторым выходом генератора 7 и первым входом счетчика 8. Выход перемножителя 4 подключен к входу фильтра 5 низких частот, соединенному через регистратор 9 с вторым входом счетчика 8. Вход усилителя 6 соединен с первым выходом генератора 7. Устройство работает следующим образом. По входному сигналу запускается генератор 7, с первого выхода которого поступает электрический сигнал через усилитель б на управляющий вход оптоэлектронного модулятора 2. Модулятор 2 устанавливается на пропускание света. Сформированный оптический сигнал, соответствующий электрическому сигналу на управляющем йходе оптоэлектронного модулятора, поступает на вход фотоприемникд 3. Сигнал, преобразованный фотопрлемником 3 в электрический поступает на второй вход перемножителя 4. На первый вход перемножителя 4 поступает последовательност импульсов, сдвинутых друг относительно друга на интервал времени, определ 5;емый точностью измерения. Счетчик 8 подсчитывает эти

импульсы, с выхода перемножителя 4 сигнал поступает на фильтр 5 низких частот и регистратор 9. Регистратор 9 фиксирует экстремальное значение поступающего сигнала. В момент максимума сигнала в регистраторе 9 вырабатывается импульс, прекращающий работу счетчика 8. Максимальное показание регистратора 9 означает, что сигналы, поданные на первый и второй входы перемножителя тождественны. По показанию счетчика и времени, через которое поступают импульсы с генератора 7, определяют время з.апаздывания сигнала в испытуемом фотоприемнике 3.

Устройство позволяет повысить точность измерения за счет повьниения достоверности результата.

Устройство производит весь процесс измерения без изменения пространственного расположения его элементов и допрлнительной юстировки оптического тракта, что невозможно в известном устройстве, требующем плавного изменения оптической задержки до срыва автоколебаний в замкнутой системе.

Кроме того, одновременно повышается производительность измерений,

поскольку для получения точного результата не требуется повторения . процесса измерения, что необходимо в известном устройстве. С другой стороны, неизменность пространственного расположения элементов устройства позволяет уменьшить время измерительного цикла на два порядка. Уменьшение времени измерения исключает влияние нестабильности измерительной аппаратуры на результат измерения.

Например, измерение времени запаздывания сигнала, в многоканальном фотоприемнике систем оптической обработки больших массивов информации, состоящем из 10 эле-ментов, с помощью известного устройства требует порядка 100 ч при временных затратах на одно измерение в пределах 1 мин.

Предлагаемое устройство позволя ет на порядок увеличить точность измерений при одновременном увеличении производительности измерений 5 более, чем на два порядка, что способствует совершенствованию элементной базы оптоэлектронных систем обработки больших массивов информации.

. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЗАПАЗдаВАНИЯ СИГНАЛА В ФОТОПРИЕМНИКАХ, содержащее последовательно соединенные источник излучения. оптоэлектронный модулятор и.фотоприемник, усилитель, выход которого соединен с входом управления оптоэлектронного модулятора, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повьЕиения точности измерения, в него введены фильтр низких частот, п.еремножитёль , счетчик и генератор, первый выход которого соединен с входом усилителя, а второй - с первыми входами счетчика и перемножителя, при этом второй вход пер лножителя соединен с выходом фотсшриемника, выход перемножителя соединен .с входом фильтра низких частот, выход которого через регистратор подключен к второму входу § ; счетчика.. (Л