Анализатор спектра электрических сигналов Советский патент 1992 года по МПК G01R23/17 

писи, соприкасающейся с пленкой MOM. Система записи является электрическим входом анализатора и записывает исследуемый сигнал на магнитную ленту. Система протяжки протягивает ленту под пленкой MOM и поля рассеяния сигналограммы наводят в ней структуру намагниченности, аналогичную на ленте. Свет дифрагирует на этой структуре. По углу дифракции определяют частоту электрического сигнала, по амплитуде луча дифракции света - амплитуду электрического сигнала.

Недостатком прототипа является низкая точность измерения амплитуды сигнала и чувствительности, обусловленные фоновой засветкой, особенно на низких частотах. Свет рассеивается на неоднородностях магнитной пленки и элементов оптики и создает засветку в области продифрагировзв- ших лучей. Эта фоновая засветка повышает отношение сигнал/шум и понижает точность измерения и чувствительность.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет улучшения помехозащищенности.

Цел ь достигается тем, что в анализаторе спектра электрических сигналов, состоящем из лазерного источника света, формирователя пучка света, призмы полного внутреннего отражения, к отражающей грани которой приклеена пленка MOM, Фурье- объектива и системы фоторегистрации, расположенных последовательно по ходу луча света, системы фоторегистрации в фокальной плоскости Фурье-объектива, магнитной ленты с системой протяжки и записи, соприкасающейся с пленкой MOM, содержится дополнительно модулятор поляризации, расположенный между источником света и пленкой MOM, Модулятор поляризации преобразует линейно поляризованное излучение в циркулярно поляризованное, либо в линейно поляризованное, ортогональное первоначальной поляризации.

На фиг. 1 представлен экспериментальный график изменения интенсивностей лучей +1-го и -1-го порядков дифракции в процессе преобразования поляризации из линейной в циркулярную при вращении четвертьволновой пластины; на фиг. 2 представлена оптическая схема устройства.

Сигнал, снимаемый системой фоторегистрации, промодулирован по величине. Интенсивность фоновой засветки не зависит от поляризации и постоянна. В результате полезный сигнал отличается от фоновой засветки частотой изменения интенсивности и появляется возможность частотной фильтрации и селективного усиления полезного

сигнала. За счет этого повышается отношение сигнал/шум и повышается точность измерения.

По оси X указаны углы поворота четвер- 5 тьволновой пластины, по оси Y - интенсивности +1-го и -1-го порядков дифракции, а также фоновая засветка в области -1-го порядка.

Устройство (фиг. 2) содержит: 1 - маг0 нитную ленту с системой протяжки 3 и записи 2, 4 - лазер, 5 - формирователь пучка света, 6 - модулятор поляризации с генератором 7, 8 - призму полного внутреннего отражения, к отражающей грани которой

5 приклеена пленка 9 MOM, 10 - Фурье-объектив, 11 - систему фоторегистрации, расположенные последовательно по ходу луча света, систему фоторегистрации в фокальной плоскости Фурье-объектива, магнит0 ную ленту, соприкасающуюся с пленкой 9 MOM.

Устройство работает следующим образом. Системой записи 2, являющейся электрическим входом анализатора, на

5 магнитную ленту 1 записывается исследуемый электрический сигнал. Сигналограмма на магнитной ленте 1 протягивается системой протяжки 3 под пленкой 9 MOM и воздействует на нее полями рассеяния. В

0 пленке MOM наводится структура намагниченности, аналогическая сигналограмме. Лучи света лазера 4 расширяются формирователем 5, проходят через модулятор поляризации 6, возбуждаемый генератором 7, и

5 призму 8, попадают на пленку 9 MOM и дифрагируют на индуцированной сигналог- раммой структуре намагниченности. Про- дифрагировавшие лучи проходят через Фурье-объектив 10 и формируются в его фо0 кальной плоскости в спектр электрического сигнала. От генератора 7 подают напряжение на модулятор 6 и модулируют поляризацию света. За счет модуляции поляризации модулируется интенсивность продифраги5 ровавших лучей, Переменный полезный сигнал считывается системой фоторегистрации 11. По отклонению продифрагировавшего луча определяют частоту электрического сигнала, по амплитуде колебаний интенсив0 ности - амплитуду электрического сигнала. Система фоторегистрации является электрическим выходом анализатора.

Для дополнительного ослабления фоновой засветки может использоваться демо5 дулятор поляризации и поляризатор, расположенные между пленкой MOM и Фурье- объективом. Демодулятор поляризации преобразует поляризацию нулевого порядка и фоновой засветки в плоскую, а поляризатор ослабляет их интенсивность.

« / ч

f765775

Изобретение4 относится к технике ана- (Тричес1 йх Шгналов и мо- жШ найти п рймененйе в радиоэлектронике, вЫчйс йТё лШЬи технике. Целью изобрете- яШ ШШМттЬс л измерений Ш чгёт №Гг|Ше1 о%ВДЩеннЬсти. Анализатор(включает лазерный источник сТз ёта, о1рмйр6ватёль пучка света, модуля ф бЙя ШЩ Г Й Му rio Mbfcf ВнуТренк л ;-, W.4 .м ТОвДО 1 1 -- -° - f с i ii i -S с 1ч ir i г , Л ,1 Р I J - Г ч- e -V t ,..- а - № ., , -j. %Ј ИзЪбретен иеЪтносится к технике ана- лШа ёЬёкт а Электрических сигналов и мо- жётТнайтй применение в радиоэлектронике, технике; ... .Из1 естё 1нали торЪ пе1(тр элёктрй- чШШ c1ffШШШoШ6MШy dтбi6пfичёciko- го мОДулШраТ б ШШи из источника Т 6р°Ш подаётся исследуемый сигнал, линзы ЙГ ф бтопрйё мн ика, распблбженн огб в фо- плоскости линзы. . .-.fc+aL-i.- .ж,.-Чт.ч..Г---4--; ч;1Г. -; -i.x- - uf-Ј;..f- -f-Ji t-& А ЈаК jl xi-t.- -;-- - -Ч - - - : - Недостатком анализатора является не- ®6$Ш%ШстЈШ;а№за ШзКочаст отных кблеiiSj-KSKButJirtHfe i l«WSlt:i «, r «S« «.wyl(43«i., ОгШ & S-b H«tHeU i34 WW ,«а К«« ««мГИ Ч| р1 ч :-4s-.-.-. 2 Ke-s-Аьйгч-ан TS,9 ./g;r него отражения, к отражающей грани которой приклеена пленка магнитооптического материала (MOM), Фурье-объектив и систему фоторегистрации, расположенные последовательно по ходу луча лазера. Система фоторёгистрации расположена в фокальной плоскости Фурье-объектива. С пленкой MOM соприкасается магнитная лента, на которую системой для записи записывается исследуемый сигнал. Магнитная лента про- fягйва ется системой протяжки под MOM и воздействует на него полями рассеяния сиг- налограммы. Свет дифрагирует на созданной структуре намагниченности в магнитной пленке и гТрЪдй фрагировавшие лучи собираются в фокальной плоскости Фурье-объектива на системе фоторегистрации. Подавая от генератора напряжение на модулятор поляризаций, модулируют интенсивности про- дифрагировавших лучей. По амплитуде колебаний определяют амплитуду электрического сигнала, по отклонению луча определяют ча бтбту. 2 ил. -Vi«T ft tr.-WWB. t9 SSO S3feft ьг-f. q«. }nqr $&$-& s a J4fi fflS6 .у. ; i . soStTB $чн«1чог t У.-ЦГ v- Л|.й Е« 1ОЧ1Г«Г1 &Jf ) - С -,, .4. --лл rf v., t й5 1Яй | %« i ЛЬ баний, обусловленная большой длиной звуковой волны на этих частотах. Известен также анализатор спектра электрических сигналов, состоящий из ис- точни ка света, формирователя пучка света, гтризмы пШного вйутр ённёго отражения, к отражающей грани которой приклеена гШ ёнка Магнитооптического материала (MOM), поляризатора, Фурье-объектива и фотоприемника, расположенных последовательно по ходу луча свёта, фотоприемника --..-.-,,, - в фокальной плоскости Фурье-объектива, магнитолойi ленты с системой протяжки и за tjlOHCS- n-K H -piWS WHS iSrtSi. ч . ч о ел VI VI ел

Пример. Источник света - гелий - неоновый лазер Формирователь пучка -телескопическая оптичесГкая система. Модулятор поляризации выполней на основе кристалла КОР. ЧЪстота модулирующего сигнала до 100 МГц Пленка MOM имеет состав (Bi, )з, (Fe, Ga)sOi2 и приклеена оптическим клеем к стеклян йой призме полного внутреннего отражения. Система фоторегистрации - матрица фотодиодов с системой селективного усиления на частоте модуляции светового сигнала Для протяж- .си ленты и записи сигнала используется магнитофон СТМ-2000

Для считывания сигнала используется -1-й порядок дифракции. Поскольку, как видно из графика на фиг. 1, величина колебаний полезного сигнала более чем на порядок превышает колебания фоновой засветки, отношение сигнал/шум увеличится минимум на порядок и тЪчность измерения сигналов мЪлых амплитуд также может быть повышения на порядок

Преимущества заявляемого анализатора следующие Он обладает большей точно20

IS IS

ft

п ю

S йзщгШ f ,

4 „sc 2

,f1- НйЧ РН

Ю 20 30 W 50 60 70 80 90 град

irtf..1«rs g« ««« «fc«« J --j

стью измерения, понижается стоимость устройства, так как повышается процент выхода годных пленок MOM. В устройстве Ъ5м15жно использование пленок с большим

числом дефектов и сильным рассеянием света. Повышается долговечность устройства, так как механические повреждения пленки MOM лентой и рассеяние света на них не сильно влияют на точность.

Формула изобретения

Анализатор спектра электрических сигналов, состоящий из источника света, фор- мирователя пучк а св етаТпризмы полного внутреннего отражения, к отражающей грани которой приклеена пленка магнитооптического материала, Фурье-объектива и системы фбторегистрации, магнитной ленты с систе мой протяжки и записи, соприкасающейся с магнитной плёнкой, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет улучшения помехозащищенности, анализатор дополнительного содержит модулято р поляризации, расположенный между источником света и

магнитооптическим материалом

+ J-U

-1-й

1-й фон

™,Д,™Д,

L

Фиг. 2