Способ измерения шума излучения источника света Советский патент 1990 года по МПК G01R29/26 

Фиг.1

Изобретение относится к спектраль- ному приборостроению и может быть использовано для аттестации источников света.ч

Целью изобретения является повышение точности измерения путем компенсации низкочастотных составляющих шума.

На фиг.1 приведена блок-схема уст- ройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства и сущность способа.

Устройство состоит из лампы 1, шум излучения которой необходимо измерить, последовательно соединенных монохроматора 2, фотоприемника 3, усилителя k, интегратора 5, аналого- цифрового преобразователя 6 и систе- мы 7 регистрации на базе миниЗВМ (например, комплекс типа ИВК- с крей- том КАМАК), а также импульсного генератора 8, блока 9 питания лампы.

Устройство., реализующее предлагав- мый способ, работает следующим образом.

Пусть необходимо измерить распределение шума в области и 6-15 кГц, погрешность измерений не превышает 10%. Тогда общее число измерений в каждой серии не превышает 100

f 2ff«)-3,

где - длительность импульса генератора 8.

При заданных полосах выбираем постоянную времени интегрирования, которая численно равна длительности импульса, вырабатываемого генератором 8. Эти времена равны 100 мкс, 250 мкс и 500 мкс соответственно для границ измерений в 15, 6 и 3 кГц. Пусть также задана некоторая основная частота работы лампы 1, равная, например, 1 кГц.

После подачи рабочего тока на лампу 1 устанавливают длительность импульсов генератора 8 и длительность интегратора 5 равными 100 мкс. После -этого 100 раз измеряют (интегрируют) сигнал лампы 1, преобразователем 6 кодируют его и подают на систему 7« Таким образом, на систему 7 поступает с преобразователя 6 сто измерений сиг нала лампы 1. По результатам этих данных рассчитывается значение шума (фиг.2)

v - v 2 + 12

14 Т ЙЧ 4. Я ци

где 4- суммарный шум;

(1)

Q

5 0

5

0

5

0 5

5

2 - высокочастотный шум, ограни- вч ченный на уровне 0,7 постоянной интегратора, в данном случае ограниченный 15 кГц ; ifl(l(- низкочастотный шум, в данном случае равный (максимально) 10 Гц (т.е. как 1000 Гц/100 10 Гц).

Теперь изменяют постоянную времени интегрирования интегратором 5 до 250 мкс,- аналогично изменяют длительность импульса генератора 8 до 250 мкс и повторяют измерения шума. Получают

- у.2 + (}

г Я вч ., нч

где 2 - суммарный шум;

VBҐ высокочастотный шум, в дан- 4 ном случае ограниченный

6 кГц| - низкочастотный шум, равный

10 Гц,

Третий раз меняют постоянную времени интегрирования до 500 мкс и длительность импульса генератора 8 до 500 мкс и повторяют измерения. Получают (фиг.2)

Г28Ч1 + нч. (3) где - суммарный шум,

- высокочастотный шум, в дан- 1 ном случае ограниченный

3 кГц; ич низкочастотный шум, равный

10 Гц.

После этого находят распределение шума в полосе 6-15 кГц

fe2 - 2 I. СО U- is) кГц. IS ч г I Аналогично находят распределение

шума в полосе кГц

if I у 2 - I(5)

)кГц 1 I

Модуль величин, рассчитанных по выражениям СО и (5), показывает распределение шума в указанных полосах. Знак величины + или - указывает на преобладание шума в первом или втором случае. Для практических целей необходимо знание абсолютного распределения пума в полосах, т.е. необходимо данные величины брать по модулю.

Согласно предлагаемому способу проводят измерение шума лампы ЛТ-2 на медь Д 32,7 нм при токе 100 мА. Получено Ъв, 22,8; i 16,8}

л 12 ед. (используется чтение бу- фера преобразователя 6 без преобразования в единицы ампер или вольт). После вычисления по выражениям (k и (5) получают „ (5)кг 15; (3ч)кгч 11,75 (ед.).

Формула изобретения

Способ измерения шума излучения источника света, при котором излучение преобразуют в электрический сигнал, который интегрируют с заданной постоянной времени в течение нескольких заданных и раздельных, равных между собой и численно равных постоянной времени интегрирования промежутков времени, запоминают полученные значения и расчетным путем определяют искомый результат, отличающийся тем, что, с целью повыше

ния точности измерения составляющих шума, измерения ведут сериями, в каждой из которых интегрирование проводят на одной и той же фиксированной | частоте и новой постоянной времени интегрирования, при этом результат измерений определяют по формуле

-Ч2,,

где .- шум, измеренный в серии с первой, a 4f- шум, измеренный в серии с второй постоянной времени интегрирования, при этом число измерений для всех серий фиксированно.

Изобретение может быть использовано при аттестации источников шума. Цель изобретения - повышение точности измерения - достигается путем компенсации низкочастотных составляющих шума. Способ состоит в задании числа измерений на фиксированной частоте, при этом измерения ведут сериями. В каждой новой серии постоянную интегрирования меняют, как меняют и частоту генератора 8. Затем с помощью интегратора 5, аналого-цифрового преобразователя 6 и системы 7 регистрации на базе миниЭВМ ведут измерения излучения лампы 1, которое преобразуют в электрический сигнал с помощью монохроматора 2 и фотоприемника 3. Проводят несколько серий таких измерений. В каждой из них измерения проводят с новой постоянной времени интегратора 5. Затем расчитывают шум по формуле ξ² = /ξ_I-ξ_J/, где ξ_I-шум, измеренный в серии с первой, а ξ_J-шум, измеренный в серии с второй постоянной времени интегрирования. Для импульсного питания лампы 1 служит блок 9 питания лампы. 2 ил.

Фиг. г

15 /Х4