УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКТРА МОЩНОСТИ ЛОГАРИФМА СПЕКТРА МОЩНОСТИ Советский патент 1973 года по МПК G06F3/00 G06G7/24 B65G49/00 

1

Изобретение относится к снециализированным онтическим средствам аналоговой вычислительной техники, предназначенной для анализа случайных процессов.

Известные электронные устройства сложны. Они основаны на последовательном выполнении преобразований для определения кенстра в соответствии с формулой

Сср ФЧ1о§/ Н/Ь

где F(f)-частотный спектр сигнала;

Ф - оператор преобразования Фурье.

Эти устройства содержат липни задержки с отводами, квадраторы, логарифмический усилитель, сумматоры, генераторы опорных сигиалов и квантователи.

Известные электроннооптнческие анализаторы снектра, содержащие источник когерентного света, две интегрирующих линзы, транспарант с занисью сигнала и фотоприемщик, не позволяют решить поставленную задачу.

Цель изобретения состоит в ynponj,eHnn устройства, уменьшении погрешностей измерения и обеснечения двухмерных спектров мощности логарифма двухмерного спектра мощности. Достигается это при двух последовательных преобразованиях Фурье в когерентном электронпооптическом анализаторе сиектра за счет введения сиециального полупрозрачного экрана, коэффициент пропускания

2

(но интенсивности) которого пропорционален логарифму падающего на него света.

На чертеже прпведепа структурпая схема предлагаемого устройства.

Источник когерентного света / нзлучает узкий луч света, который расширяется до требуемого ноперечпого сечеппя коллиматором 2. Коллимирова1П1ый пучок света последовательно проходит исследуемый пространственный сигнал 3, первую иптегрпруюндую лннзу -/, логар1 фм11ческнй экран 5, установленный в выходном фокусе лннзы 4, и вторую пнтегрируюп1,ую линзу (), в выходном фокусе которой установлено считывающее устройство 7 (фотоприемпнк).

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При падеиии иа исследуемый пространствеппый сигнал 3 когерентного нучка света в выходной фокальной нлоскостп лиизы 4 формируется прострапственный спектр амплитуд этого сигнала как это нроисходит в известных когерентных анализаторах сиектра.

В выходио фокальной плоскости линзы -/ noMenien специальный полупрозрачный экран 5. В каждой точке своей поперхностп экран изменяет (увелпчивает или уменьшает) прозрачность пропорциопально логарифму иодающего иа иего света. Так как все фотонриемники чувствительны не к амплитуде света, а к

иптеисиваостн (т. с. к квадрату ал плитуды), то распределение питеиеивпести света на его выходной поверхности будет п)оп.))циомальпо логарифму спектра люихпоети исследуемого сигнала.

В качестве логарифмического экрана могут быть исиользованв, паиримср, фотохромные стекла, некоторые ор1а11ические пленки, ирозрачноеть которых изменяется нропорнионально логарпфму иадающей интенсивностп света.

Функннонально преобразовапный световой поток, являющийся входным для лнпзы 6, выполняющей преобразование Фурье этого сигнала, попадает на фотоприе.мппк с помощью которого п)опзводится считывание указаппого распределения света. Следовательно, его выходпой сигнал пропорииоиалеи кепстру исследуемого еигиала, описываемому выражепнем

(I).

Если в качеетве липз 4 и 6 использовать еферпческпе лппзы, то такая система способна выполнять двухмерные нреобразоваиия сигналов. Следовательио, если исследуемый сигпал : является двух.мериым, то па выходе устройства получаем двухмерный кенстр. Одномерный кенстр получается ири иснользоваиии иилнидрических лииз.

В случае необходимостн анализа электрического си1пала, иоследипй должеи быт) ирсобразоваи в иространственпый.

Если экран выиолпен из материала (например, фотохронного), коэффициент пропускапия которого пропорнионален логарифму иптепсивности падаюн1,его на него света, то па не.м фнксируется логарифм спектра мощности исследуемого сигнала. В каждой своей точке экран изменяет свою прозрачность но логарифмическому заколу падающей на него питенеивностп света. Одновременно экран вынолияет математическую онерацию возведения в квадрат и логарифмирования.

Если материал экрана выбрать таки.м образом, что изменение коэффициента пропускапня под дейетвием падающего евета происходит достаточно быстро, то предложенное устройство обеепечивает получение кепсгра в реа.льпом масштабе времени, т. е. по мере поступлеиия енгнала.

Предмет изобретения

Устройство для определения cneKipa мощпостп логарифма спектра мощности, содержаHiee последовательно раеноложениые на одHoii огггической оси источинк когерентного света, коллиматор, траиспараит с исследуемым С1п-нал()м, две интегрирующие линзы н фотоириемпик, отличающееся тем, что, с целью уирои|,еипя уетройства, оно содержит расположеииый в выходпой фокальной плоекости иервой иитегрирующей линзы экран, коэффициент нронускапия которого в каждой точке ироиорциоиален логарифму интенсивности света.