Акустооптический Фурье-процессор Советский патент 1990 года по МПК G06E3/00 

(21)4332855/2 -2

(22)25.П.87

(46) 30.03.90. Вюл. № 12

(71)Ленинградский электротехнический институт связи им. проф.М.А.Бонч- , Бруевича

(72)А.Л.Бухенский, В.И.Соколов и В.И.Яковлев

(53) 681.3 (088.8)

(56) Zablotney I.H.fPrice M.R. Acous- to-optic parallel chanel wideland receiver. SPIE, v., Optical processing sistems, 1979, P. 163-168.

Журнал ТИИЭР, 1981, 69, VT 1, с.92- 108, рис.7.

(54) АКУСТООПТИЧЕСКИЙ ЛУРЬЕ-ПРОЦЕССОР (57) Изобретение относится к спектральному анализу и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобрете- ния - расширение динамического диапаг зона за счет увеличения отношения выходного сигнала к уровню собственных шумов матрицы приборов с зарядовой связью. Акустооптический Фурье- процессор содержит источники света, временной модулятор, дискретизатор, коллиматор, генератор линейного изменяющегося по частоте напряжения, аку- стооптический модулятор, фокусирующую сферическую линзу, транспарант, матрицу приборов с зарядовой связью и интегратор. 1 ил.

о 58

(Л

Изобретение относится к спектральному анализу и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Цель изобретения - расширение динамического диапазона за счет увеличения отношения выходного сигнала к уровню собственных шумов матрицы приборов с зарядовой связью. Акустооптический Фурье-процессор содержит источники света, временной модулятор, дискретизатор, коллиматор, генератор линейно-изменяющегося по частоте напряжения, акустооптический модулятор, фокусирующую сферическую линзу, транспарант, матрицу приборов с зарядовой связью и интегратор. 1 ил.

Изобретение относится к спектральному анализу и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона за счет увеличения отношения выходного сигнала к уровню собственных шумов матрицы приборов с зарядовой связью.

На чертеже представлена функциональная схема акустооптического Лурье-процессора.

Акустооптический Лурье-процессор содержит источник 1 света, временной модулятор 2, дискретизатор 3, коллиматор 4, генератор 5 линейно изменяющегося по частоте напряжения, акусто- оптический модулятор 6, фокусирующую

сферическую линзу 7 транспарант 8, матрицу 9 приборов с зарядовой связью (ПЗС) и интегратор 10.

Акустооптический Лурье-процессор работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на дискретизатор 3,на выходе которого формируются дискретные сигналы, пропорцио- (нальные U(nat), где at - интервал

дискретизации, (/Jt)i --, FB - верх в няя частота анализируемого сигнала,

меняется от 0 до N-1, через единицу. В модуляторе 2 осуществляется модуляция света по интенсивности отдельными отсчетами сигнала, т.е. интенсивность на теневой стороне модулятора 2 определяется выоажением

СЛ

СЛ СО СО 05 1

1 а + и(плО,

где а - опорный уровень, выбираемый из условия

а / (t).

Параметры генератора 5 выбираются таким образом, что в момент световой луч, сфокусированный линзой 7 в линию, освещает n-ю строку двухмерного транспаранта 8, закон изменений коэффициента пропускания которого определяется выражением

В„Гх)

+

ч(и,+пли;)х,

где и)

некоторая начальная пространственная частота; ЛЫ - приращение частоты; х - пространственная координата, ориентированная вдоль строк транспаранта 8. Таким образом, энергия света, прошедшего n-ю строку транспаранта 8 будет

W(x)TTP, п(/) + И(лЛГ ) L1+i os(w,+ +п и W )х ,

(1)

где Т - длительность отсчета сигнала. После N отсчетов сигнала на матрице 9 Лорнируется N распределений вида (l). Режим работы матрицы 9 таков, что осуществляется сдвиг в выходной регистр n-й строки, после чего из матрицы Я последовательно выводятся заряды всех ячеек данной строки,, Затем аналогично выводится (п+1)-я строка. При выводе зарядов из матрицы 9 осуществляется их построчное суммирование (строки матрицы 9 ортогональны строкам транспаранта 8) . Поэтому выходной сигнал интегратора 10 будет

о11И(.«м.«я,.Г

,«/,, N-f

„ г Jwi. т „, N jnaux-n Y U(ndt)e .

n.eJ

Первое слагаемое характеризует среднее значение сигнала (если ведется спектральный анализ полосового сигнала, это слагаемое равно нулю), второе слагаемое - постоянный уровень, а третье - Лурье-образ постоянной составляющей (все три слагаемых могут быть вычтены при обработке вы

5

0

5

0

5

0

5

Q

ходного сигнала матрицы 9). Последнее слагаемое описывает сигнгл с несущей частотой ui, , соответствующей дискретному преобразованию Фурье.

Сигнал (} Формируется в результате суммирования сигналов с отдельных строк матрицы 9, вследствие чего наблюдается усреднение шумов и улучшается отношение сигнал - уровень собственных шумов примерно в V, раз.

Формула изобретения

Акустооптический Фурье-процессор, содержащий расположенные на одной оптической оси и оптически связанные источник света, временной модулятор, коллиматор, акустооптический модулятор и матрицу приборов с зарядовой связью, а также генератор линейно изменяющегося по частоте напряжения, выход которого электрически соединен с входом акустооптического модулятора, а вход синхронизации - с первым выходом синхронизации матрицы прибо-- ров с зарядовой связью, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона за счет увеличения отношения выходного сигнала к уровню собственных шумов матрицы приборов с зарядовой связью, в него введены дискретизатор, фокусирующая сферическая линза, транспарант и интегратор, при этом электрический вход дискретизатора является входом процессора, а его выход соединен с электрическим входом временного модулятора, фокусирующая сферическая линза оптически связана с выходом акустооптического модулятора, а в ее фокальной плоскости установлен транспарант, размещенный на светочувствительной поверхности матрицы приборов с зарядовой связью, строки которой ортогональны строкам транспаранта, а электрический выход матрицы приборов с зарядовой связью соединен с входом интегратора, выход которого является выходом процессора, причем второй и третий выходы синхронизации матрицы приборов с зарядовой связью подключены к входам синхронизации дискретизатора и интегратора соответственно.

789

W