Способ определения низкочастотного шума импульсного источника света Советский патент 1991 года по МПК G01J1/04 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в спектральном приборостроении, а также при аттестации спектральных ламп.

Цель изобретения - повышение точности измерения распределения низкочастотных составляющих шума.

На фиг, 1 приведена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - график измерения составляющих шума в низкочастотной области.

Устройство содержит исследуемую лампу 1, монохроматор 2, фотоприемник 3, усилитель 4, интегратор 5, аналого-цифровой преобразователь 6 и систему 7 регистрации. Все перечисленные узлы синхронизируются импульсным генератором 8. Питание лампы 1 производится блоком 9 питания.

Пусть требуется измерить распределение шума в области (1, 10 Гц} при погрешности не более 10%. Выберем число измерений (выборок) N 100. Тогда в соответствии, с соотношением

f Nfi. где f - частота импульсов источника света;

fi (i n, k) - граничные значения частотного диапазона, в котором проводятся измерения, т.е. {fn, fk}, определяют f Nfn 100 Гц для fn 1 Гц,

f i для fk 1Q Гц.

Эти частоты последовательно для первой и второй серий измерений устанавливают на генераторе 8. Длительность работы блока 5 устанавливают в пределах 5-10 мкс, т.е. выборка сигнала источника, работающего, например, при длительности 100 мкс и указанных частотах, производится за 5- 10 мкс.

Таким образом, учитывая прямоугольное распределение шума при работе интегратора 5, его частоты составляют

О

СА О СЯ

ю

200-100 кГц. Это касается высокочастотных компонентов шума.

Теперь достаточно установить рабочий ток лампы 1, частоту генератора 1000 Гц и провести первую серию измерений (N 100). Тогда попучают

& Јнч1+Ј2Вчгде Јk - суммарный шум:

Јнш - шум на частоте 10 Гц; f 8ч высокочастотный шум. Затем на генераторе 8 устанавливают частоту 100 Гц и ведут вторую серию измерений

Јп2 Ј2Нч2+Ј2Вч.

где Јп - суммарный шум;

| нч2 ШУМ на частоте 1 Гц;

Јвч высокочастотный шум.

Окончательно распределение шума полосе 1-10 Гц находят по формуле

-1Й-Ј

(1)

Таким образом, согласно предлагаемому способу удается измерить распределение шума в низкочастотной области и при этом скомпенсировать высокочастотный шум.

На фиг. 2 а-в приведены низкочастотные гармоники шума; на фиг, 2 г-е - штрихованные области, характеризующие время измерений ц при количествах измерений N, отличающихся в два раза. Можно измерить распределение шума в трех полосах. Длительности ц-гз характеризуют общее время измерения в каждой серии.

Использовалась лампа типа ЛТ-2 с длиной волны Я- 324,7 нм. Ток лампы 100 мА.

Число измерений в каждой серии 100. Частоты повторения 1000 и 100 Гц. Среднеквадратичное значение шума в первом случае 10, а во втором - 9,2 единицы (использовались данные непосредственного чтения блока 6). Расчет по формуле (1) показывает, что, среднеквадратичное значение шума в полосе 1-10 Гц равно примерно 4,08 единицы.

К преимуществам способа относятся более высокая точность измерений низкочастотных компонентов шума источника света, а также возможность учета высокочастотных составляющих при любых заданных частотах повторений.

Формула изобретения Способ определения низкочастотного шума импульсного источника света, заключающийся в том, что направляют излучение измеряемого источника света с частотой f на фотоприемник, измеряют его сигнал в течение N раздельных и равных между собой по длительности выборок времени и вычисляют значение шума источника света, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измерения проводят для граничных значений fi, частотного диапазона, где ( n, k, в котором измеряется величина шума, при этом задают число выборок N или частоту импульсов источника света f, а незаданную величину определяют в зависимости от fi из соотношения f Nfi, величину Ј низкочастотного шума в полосе {fn. fk}

вычисляют из выражения

I.

где Јi(l n, k) - результаты измерений значений шума для fi(t n, k), при этом длительность каждой из N выборок много меньше величины f .

Изобретение относится к спектральному приборостроению и может быть использовано для аттестации спектральных- источников света. Цель изобретения -повышение точности измерения распределения низкочастотных составляющих шума. Задают число измерений в каждой серии N или частоту импульсов источника света f. Измерения проводят для граничных значений частотного диапазона {fn, fk}, причем переменный параметр вычисляют из соотношения f Nfi, где i n, k. Величину Ј2 низкочастотного шума вычисляют из выражения Ј2 I Јn - Јicl, где Јi (i n, k) - результаты измерений значения шума для fj. 2 ил.

Фиг. 7

г д

е

Ъ

tz

JJJ JJ SJJfJ1rj JSJ JffSJjif7 r75 yr

77JJJSJ1 JJ fJSSJJfSSSSJ fJJ SJtJJ SJ

фие.2

tz

L+i