Измеритель корреляции когерентных оптических источников Советский патент 1978 года по МПК G06G9/00 H04N7/02 

Изобретение относится к измерительной технике и кващтовой электронике.

Известен измеритель корреляции когерентных оптических источников, содержащий фотоэлектронный умножитель, выход которого соединен одновременно с первьгми входами двух смесителей, перемножитель-усреднитель, выход которого соединен с входом регистратора, два гетеродина, генератор опорных сигналов, один вы-ход которого соединен с управляющим входам первого гетеродина, а другой выход соединен через блок переменной задержки с управляющим входом второго гетеродина 1.

Однако известный измеритель обладает недостаточной точностью измерения, так как трудно исключить попадание на вход перемйожителя частотных компонент спектра многочастотных гетеродииов.

Цель изобретения - повышение точности измерения корреляции.

Для этого в измеритель корреляции когерентных оптических источников, содержащий фотоэлектронный умножитель, выход которого соединен одновременно с лервыми входами двух смесителей, перемножитель-усреднитель, выход которого соединен с входом регистратора, два гетеродина, генератор опорных сигналов, один выход которого соединен с управляющим входом первого гетеродина, а

другой выход соединен через блок переменной задержки с управляющим входом второго гетеродина, введены два фильтра нижних частот, два синхронных детектора и две нониусные линии задержки, при этом первый вход каждого синхронного детектора через фильтр нижних частот соединен с выходом соответствующего смесителя, второй вход - с выходом соответствующего гетеродина, второй вход каждого смесителя соединен с выходом гетеродина через нониусную линию задержки, а выходы синхронных детекторов соединены с входами перемножителя-усреднителя.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предложенного измерителя.

Измеритель содержит. фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 1, выход которого соединен одновременно с первыми входами двух смесителей 2 и 3, перемножитель-усреднитель 4, выход которого соединен с входом регистратора 5, два гетеродина 6 и 7, генератор 8 опорных сигналов, один выход которого соединен с управляющим входом первого ге теродина 6, а другой выход соединен через блок 9 переменной задержки с управляющим входом второго гетеродина 7, два фильтра 10 и И нижних частот, два синхронных детектора 12 и 13 и две нониусные линии задержки 14 и 15, при этом первые входы синхронных

детекторов 12 и 13 через фильтры 10 и 11 нижних частот соединены с выходами соответствующих Смесителей 2 и 3, вторые входы- с выходами соответствующих гетеродинов 6 и 7, вторые входы смесителей 2 и 3 соединены с выходами гетеродинов 6 и 7 через нониусные линии задержки 14 и 15, а выходы синхронных детекторов 12 и 13 соединены с входа1МИ перемножителя-усредннтеля.

Р1змеритель работает следующим образом.

Излучение исследуемого источника направляется на ФЭУ1, который детектирует колебания этого источника, в результате чего на выходе ФЭУ 1 формируется шумовой сигнал, являющийся огибающей исследуемого излучения. Так как между корреляционной функцией исследуемого излучения и его огибающей существует жесткая и однозначная связь, то на выходе ФЭУ 1 формируется огибающая исследуемого излучения, щирина спектра которой обратно пропорциональна времени корреляции исследуемого излучения. В зависимости от величины времени корреляции исследуемого излучения щирина спектра огибающей на выходе ФЭУ 1 может изменяться от нескольких единиц досотен мегагерц, поэтому ФЭУ 1 должен быть достаточно щирокополосным. Сигнал на выходе ФЭУ 1 подвергается корреляционному анализу. С этой целью с помощью гетеродинов 6 и 7 и щирокополосных смесителей 2 и 3 осуществляется разбиение спектра огибающей исследуемого излучения на п участков и их перенос в одну и ту же область низких частот. В результате спектр огибающей исследуемого излучения сЖИмается в 2п раз. Чтобы сохранить всю информацию, заключенную в щяроком спектре огибающей исследуемого излучения, спектр колебаний многочастотных гетеродинов 6 и 7 должен представлять собой сетку п частот одинаковой амплитуды, равномерно распределенных в пределах спектра огибающей исследуемого излучения на выходе ФЭУ 1, а постоянная времени выбирается таким образом, чтобы амплитуда напряжения на выходе фильтров 10 и 11 нижних частот не И31менялась в течение периода повторения импульсов гетеродинов 6 и 7. Нониусные линии задержки 14 и 15, установленные на вторых входах смесителей 2 и 3, обеспечивают необходимое для нормальной работы синхропных детекторов 12 и 13 опережение разрядных импульсов ПО отнощению к папряжепию, снимаемому с выходов смесителей 2 и 3. Узкополосные (сжатые в частотной области) сигналы с выхода каждого снихронного детектора 12 и 13 пост пают па перемножитель-усреднитель 4, с по,мощью которого перемножаются и усредняются во времени, а затем фиксируются регистратором 5, щкала которого откалибрована в величинах коэффициента корреляции. Вводя временную задержку в запуске гетеродина одного канала коррелятора отпосительно запуска гетеродина .BTopoio канала коррелятора, можно исследовать корреляционную функцию когерентных колебаний и по шкале временных задержек блока 9 переменной задержки произвести отсчет времени (радиуса) корреляции исследуемого излучения. Период повторения имлульсов генератора 8 опорных сигналов определяет максимальную величину вводимой задержки и должен быть выбран в соответствии с требуемым диапазоном измерений времени корреляции. Точность измерения корреляции на выходе

пере,мпожителя-усредпителя 4 определяется отношением напряжения коэффициента корреляции к папряжепию щума.

В предложенном измерителе непосредственное попадание на входы перемножителяусреднителя частотных компонент спектра многочастотных гетеродинов предотвращается тем, что вместо узкополосных усилителей промежуточной частоты с высокой избирательпостью и большим коэффициентом усиления используются фильтры нижних частот и синхронные детекторы, при этом обработка преобразованпых сигналов ведется пе на промежуточной, а на низкой частоте, что значительно ловышаст точность измерения корреляции.

Формула изобретения

Измеритель корреляции когерентных оптических источников, содержащий фотоэлектронный умножитель, выход которого соединен одновременно с первыми входами двух смесителей, перемножитель-)Треднитель, выход которого соединен с входо.м регистратора, два тетеродина, генератор опорных сигналов, один выход которого соединен с управляющим входом первого гетеродина, а другой выход соединен через блок переменной задержки с управляющим входом второго гетеродина, отличающийся тем, что, с

целью повышения точности измерения корреляции, в него введены два фильтра нижних частот, два синхронных детектора и две нониусиые линии задержки, при этом первый вход каждого синхронного детектора через

фильтр нижних частот соедииен с выходом соответствующего смесителя, второй вход - с выходо.м соответствующего гетеродина, второй вход каждого смесителя соединен с выходом гетеродина через нониусную линию задержки, а выходы синхронных детекторов соединены с входами перемиожителя-усреднителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ДГ 531416, кл. G 060 9/00, 1975.