Устройство для измерения нелинейности фотоприемников и оптических излучателей Советский патент 1979 года по МПК G01R31/26 

Изобретоние огносигся к области опгоэлектроняых измерений, в частносги, -К ойределению параметров оптических излучателей и приемников.

Извесгно устройство для измерения модуляционных характеристик оптических излучателей, содержащее генератор элек грических колебаний, соединенный с оптическим излучателем, фотоприемник, и индикатор ij.

Недостаток этого устройства в том, что результат измерений зависит от интенсивности излучения оптического гене ратора.

Известно устройство для нелинейност, фотоприемнпков и светодиодов, соДерзкащее три генератора гармонических коле- баняй, оптический излучатель, фотоприемник, полосовой фильтр, вольтметр н анализатор спектра 2.

Недостатком известного устройства является то, что с его помощью фактически измеряется общая нелинейность тракта излучагел1 1-приемник, и для того.

чтобы измерить, например, нелинейность только фогоприемника необходимо иметь качественный излучатель, характеристики которого должны быть известны. Данный недостаток резко снижает точность измерений.

Цель предлагаемого изобретения повышение точности измерения.

Для этого в устройство введены два оптических излучателя, соединенные каждый с генератором и оптически связанные с фотоприемником.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства для измерения нелинейности фотоприемников и оптических, излучателей.

Устройство содержит три генератора 1, 2, 3 синусоидальных колебаний с часf f

усилители 4, 5, 6

тотами э

т

светоизлучающие диоды 7 8, 9, фотоприемник 10, полосоврй фильтр 11, анализатор 12 напряжения, вольтметр 13.

Работа устройства основана на принципе создания трех независимых световых погоков, каждый из которых модулируется по интенсивности гармоническим сигна лом определенной частоты. Потоки эти подаются одновременно на вход исследуемого фотоприемника, причем наличие нелинейности у фотоприемника вызывает дав ление нпего:электрическом выходе ком-, бинационных продуктов. Анализируя амп литуды этих продукте, можно рассчитать величину затухания второй и гармоник фотоприемника. Сигналы с частЬтами f получаются от измерительных генераторов (1-3) и подаются на усилители (4-6) светодиодов (7 - 9). Ток поступает на светодноды, обеспечивая пропорциональ ное изменение интенсивности их свечения. Световые потоки излучения светодиодов направляются на исследуемый фотоприемник 10, электрический спектр на выходе KOTO|ioro исследуется с помощью анализатора спектра. При измерении относительно больших величин затуханий гармоник( более 405О дБ) возможно появление погрешнос ти из-за нелинейности входного устройства анализаторе. Во избежание этого используется полрсовый фильтр, настроен ный на частоту исследуемого комбинационного продукта и препятствующий попаданию на вход Анализатора основных сигналов с частотами f, f2 fj. Напряжения этих сигналов измеряются широкополосными вольтметрами 13. Определение затухания второй гармо НИКИ СЭр осушествляется посредством измерения напряжения комбийационаого сиг нала с частотвй f этом тре гий светодиод выключен), третьей гармоники а г - с частотой э Следует оговориться, что использование комбинационного сигнала с частотой I,i 2 данном случае недопустимо, так как результаты измерений могут быть искажены из-за возникновения в излучателе гармоник основных сигналов. Нелинейные искажения фотоприемника могуг быть различны на различных по электрическому выходу частотах. Поэтом исследования проводят, выбирая частоту ц-f 2 оочередно на различных участ ках полосы пропускания частот полоссюог фильтра. При любом выбранном значении должно выполняться условие несовпа дения этой частоты с гармониками частот основных сигналю, а при измерении нелинейности третьего порядка - и с нелинейными продуктами второго порядка. Расстояние между частотой измеряемого комбинационного продукта и частотой любого другого сигнала на выходе фильтра 11 ДОЛЖНО быть не менее полосы пропускания избирательного ;прибора. Это словие легко выполняется при наличии анализатора 12 и фильтра 11 с относительными импульсами пропускания менее 1 %. Например, при наличии фильтра с полосой пропускания 72-76 кГц можно приять f2к-f V- ° t. Очевидно, что гармоники основных сигналов в полосу пропускания в данном случае не попадают. При 32 + 92 -5О кГц в полосу пропускания не попадают ни гармоники основных сиг налов, ИИ продукты второго , ни продукты третьего порядка вида 12 . Кроме того, частоты основных сигналов должны быть таковы, чтобы исследуемый фотоприемник мог обеспечить на выходе их достаточную мощность. Определение затуханий гармоник по измерениям напряжений комбинационных продуктов нелинейности требует несложных подсчетов. Так, если с(2г ъг опреаепяется для .уровня выходного сигнала Рц , уровни выходныхсигналОБ РО должны устанавливаться на выходе равными и ниже Ра на 6(13,8) цБ, т. е. ZC -JP-VV где с( затухание полосового фильтра на частоте измеряемого продукта; РО - уровень основного сигнала на выходе, равный Рц - 6 при измерении 13,8 - при измерении Три уровень измерений комбинации. Если измерительные приборы проградунрованы в вольтах, напряжения основных сигналов Uo устанавливаются соответственно в 2 или в 4,9 разаменьше того и 1,, при котором должно определяться затухание нелинейности. Вэтом случае Uo -«rcpf Jo r/2; --2oegr a 2oeg 7f--0nd Измерив нелинейность фотоприёйника, можно определить долю нелинейных искажений, вносимых источником излучения в.системе излучатель отоприемник, проводя измерение, используя опии оптический канал предлагаемого прибора. Формула изобретения Устройство для измерения нелинейност фотоприемников и оптических излучателей содержащее три генератора гармонических колебаний, оптический излучатель, фотоприемник, полосовой фильтр, вольтметр и анализатор спектра, о т л и - . чаю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два дополнительных оЛтических излучагеля, соединенные каждый с генерасвязанные с фотопритором и оптически емником. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Мутенко Е. Р., Парыгин В, И. Методы модуляции и сканирования света, М., Наука, 1970, с. 265-267. 2.Базе Г. Передача информации по световодам. Доклад на выставке Связь, М., 1975.