Многоканальный оптико-электронный коррелятор Советский патент 1988 года по МПК G06G9/00 

Изобретение относится к области статических измерений случайных процессов оптико-электронньми аналогозвы ми вычислительными средствами и може найти широкое применение в различных областях народного хозяйства. Описываемый многоканальный оптико электронный коррелятор преднаэначен для вычисления взаимнокорреляцйонной и автокорреляционной функций реалиэа ций стационарных случайных процессов в реальном масштабе времени в соответствии с мультига1икационнь м алго рит 1ом. .. Извёс ен оптический коррелятораналог, работающий по мультипликационному алгоритму. Это устройствоаналог относится к статическим устройствам и требует .предварительного запоминания исследуемых процессов на фотопленке. Известен коррелятор-прототип,содержащий модулятор света, электричес кий вход кЬторогЪ соединен с вьЬсодом усилителя, перед модулятором по ходу ;опГйч скиХ лучейй п ослё ifero уьтановлены соответственно первьй и второй Исбллимат ори, а также в каждом канале линию задержки, вход которой является первым входом коррелятора, а выход подключен к преобразователю электрического сигнала в световой поток, фотоприемник, выход которого подключен к интегратору, а .вход связан с выходом второго коллиматора. Коррелятор-прототип кроне этого содержит систему светофш1ь ров для час тотного разделения световых потоков, что усложняет устройств.о, а также может привести к потерям точности. Целью изобретения является упрощение коррелятораза счет работы с источником света одинаковой длины волйы. Эта цель достигается тем, что в К01 релят6р введён источник опбрного излучения и дополнитёльный фотоприем ник, вход которого через второй коллиматор., модулятор света, первый кол лиматор оптически связан с источнико опорного излучения, вихбд до1Г1олнИтель ного фотоприемника соединен с первым входом Усилителя, второй вход которо го является вторым входом коррелятора. Другое отличие коррелятора состоит в tosi, что в нем первый и второй коллиматоры выполнены в виде бптичес ки совмещенных торцами световодов, торцы световопричем соответствующие дов являютс:я Входами и вьп одами коллиматоров. На чертеже первый вход коррелятора 1,линии задержки 2,..., 2 ;,,,.,2„, преобразователи электрического сигнала в оптический 3 ,... ,3.,... ,3 источник опорного излучения Л; входной (первьй) коллиматор 5.,,... ,5.,.., ,5п,5,; амплитудный модулятор света 6; выходной (второй) коллиматор 7:,,.. .,7,-, ..., 7, 7д; фотоприемник 8; усилитель 9; второй вход коррелятора 10, ка- , нальные фотоприемники 11 ,,..., 11 ., .. .,11п; интеграторы 12,...,12;, ...,12г,; выходные клеммы 13,,. ,.,45;, ««y..... Вход I подключен к множеству временных линий задержки 2 ,.,,,2 j, ..,, 2„, выход каждой из которых соединен с соответствующим преобразователем электрич:еского сигнала в оптический 3,,..., 3-, .,., 3„. Световые потоки излучаемых преобрйзоватёляйй 3.,, ..., 3-, .,,, 3„ и источником опорного излучения 4. проходят пбследовательно через входной коллиматор из световодов 5, , ,,., .5, ..,,5, 5о и амплитуднЬш модулятор света 6 л Выходной пучок света с амплитудного модулятора 6 поступает на выгодной коллийатор из световодов 7, , ,.,, 7 у, ,.,, 7„, 7, установленный таким образом, что торцы светово7 , 7 установлены пространственно напротив торцов световодов 5,, ,.., 5., .,., 5, 5 входного коллиматора. На выходе световода 7а установлен фотоприемник 8, выход которого подключен к одному входу усилителя рассогласования 9, . ко второму входу которого подключена входная клемма 10, На выходах световодов 7., j ,,., 7j , .,,, 7 выходного коллиматора установлены фотоприемники 11 „ соответственiно, выход каждого из которых подключен к входу интегратора соответственно 12,,,., 12;, ,,., 12, выходы которых подключены к выходным клеммам соответственно 13, ,, 13.,.,.,13„, Работа предлагаемого устройства в соответствии с чертежом осуществля.ется следующим образом. Первый входной сигнал U,(t) поступает со входной клеммы 1 на входы временных линий задержки 2,, каждая из которых создает временную задержку -г , ..., -г, , . i., {, при этом иа вБгходе линий задержки получаются соответственно задержанные электрические сигналы. Эти сигналы поступают на преобразователи электрического сигнала в оптический 3 , ..., 3 .,..., 3, на вьпсоды кото рых излучаются промодулированные по интенсивности световые потоки, пропорциональные сигналам на выходах линий задержки. На выходе источника опорного излучения 4 излучается опор ньй световой поток Н. Указанные световые потоки проходя через входной коллиматор 5,,..., 5; ..., 5п, 5о служащий для образования единого пучка света F (x,y,t) с поперечньм сечением соответствующим входной апертуре амплитудного модуля тора света 6. На выходе амплитудного модулятора света 6 световые потоки вновь разводятся в пространстве пос|редством световодов 7,, .,., 7-, ..., 7, 7р выходного коллиматора. При этом вследствие совмещения торцов световодных жгутов входного и выходного коллиматоров световой поток, вышедший из световода 5 первого коллиматора поступает на вход светбвода второго коллиматора 7, ас его выхода на вход фотоприемника 8. С выхода фотоприемника 8 на первый вход усилителя рассогласования 9 поступае электрический сигнал Ui(t), равньй U,(t)(y,PK(t)H,,(2) где с/, - постоянный коэффициент преобразования фотоприемника 8; Р - посточнный коэффициент, характеризующий потери света в амплитудном модуляторе света 6 и световодах входного и выходHOfb кдлйийё:тЬг ов; K(t) - меняющийся коэффициент передачи амплитудного модулятора света 6-. На второй вход усилителя рассогласования 9 подаётся второй входной сигнал U(t) со входа 10, На выходе усилителя рассогласования возникает электрический сигнал управления модулятором 6, при этом вследствие наличия отрицательной обратной связи с усилителя рассогласования 9 на модулятор б, устанавливается U,(t)« U.j(t) и, следовательно. K(t) С выходов световодов i, .. , ..., 7„ излучаются световые потоки соответственно пропорциональные произведению сигналов на выходе соответствующей линии задержки и на втором входе (10) коррелятора. После преобразования данных световых потоков в, электрические сигналы посредством фотоприемников 11 , ..., |1;,...,1|, с выхода интеграторов 12, ..., 12;, ..., 12 на выходные клеммы 13,, ..., 13;, ..., 13 „ подаются напряжения, пропорциональные оценкам соответствующих ординат корреляционной функции. Технико-эконрмический эффект данйого устройства по сравнению с устройством-прототипом заключается в том, что в данном устройстве не применяют источники света с разной длиной волны излучения, не Применяют полупрозрачного зеркала и светофильтров, благодаря чему существенно повышается точность и упрощается устройство., .

1. МНОГОМНДЛЬНЫЙ ОПТИКО- ЭЛЕКТРОННЫЙ КОРРЕЛЯТОР, содержащий модулятор света, электрический вход которого соединен с выходом усилителя, перед модулятором по ходу оптических лучей и. после него установлены соответственно первый и второй коллиматоры, а также в каждом канале - линию задержки, вход которой является первым входом коррелятора, а выходподключен к.преобразователю электрического сигнала в световой поток, фотоприемник, выход которого подключен к интегратору, а вход связан с выходом второго коллиматора, отличающийся, тем, что, с целью упрощения'устройства, в него введены источник опорного излучения и дополнительный фото'приемник, вход которого через второй коллиматор, модулятор света, первый коллиматор оптически связан с источником опорного излучения, выход дополнительного'фотоприемника соединен с первым входом усилителя, второй вход которого является вторым входом коррелятора.2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что в корреля- 'торе первый и второй коллиматоры выполнены в виде оптически совмещенных торцами световодов, причем "соответствующие торцы световодов являются входами и выходами коллиматоров.11, П1<лсь соО1со о:»