Многоканальный оптический анализатор спектра Советский патент 1980 года по МПК G01R23/16 

1

Изобретение относится к областистатистической радиофизики и предназначено для непрерывного параллельного спектрального анализа одновременно многих электрических процессов в реальном масштабе времени.

Известны многоканальные оптические анализаторы, содержащие оптически связанные электроннолучевую трубку (ОЛТ), модулятор света в виде вращающегося диска,щелевую диафрагму, расположенную в непосредственной близости к модулятору, систему проекции интегратора на модулятор и Еидикон в качестве многоканального интегратора fll

Их недостатком является то, что в них одновременно с компенсацией отклика на постоянную.составляющую происходит увеличение вдвое относительного уровня самой постоянной составляющей. Это ограничивает дальнейшее повышение чувствительности и расширение динамического диапазона анализатора, так как ведет к возрастанию шумов, обусловленных дефектами в записи опорного сигнала . Уровень этих шумов пропорционален уровню постоянной составляю.щей.

Цель изобретения - повышение чувствительности и выходного динамического диапазона анализатора во всей частотной полосе анализа. 5 Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный оптический анализатор спектра, содержгцдий оптически связанные электроннолучевую трубку, модулятор света, выполнен0 ный в виде вращающегося диска с многодорожечной записью опорного сигнала и диафрагмы с двумя щелями, систе му проекции и многоканальный интегратор, дополнительно введены раз15 ветвитель, фазовращатель наtC и четыре поляризатора, при этом выходов разветвителя, включенного на входе анализатора, соединен с модулирующим электродом первого луча двухлучевой электроннолучевой трубки, а другой выход разветвителя соединен с модулирую19им электродом второго луча через фазовращатель на ft , два поляризатора установлены

25 в плоскости экрана двухлучевой электроннолучевой трубки так, что оси их поляризации взаимно перпендикулярны, а два других поляризатора ус. тановлены в щелях диафрагмы так, что

30 направления их осей поляризации соответствуют направлениям осей поляризации первых двух поляризаторов. На чертеже представлена структур ная схема многоканального оптическо го анализатора спектра электрически сигналов. Анализатор содержит в качестве блока ввода исследуемого сигнала двухлучевую электроннолучевую труб ку (ДЭЛТ) 1.К модулирукяцему электро первого луча ДЭЛТ 1 подключен один из выходов разветвителя2,включенног на входе анализатора.Другой выход :разветвителя 2 через фазовращатель 3 подключен к модулирующему электро второго луча ДЭЛТ 1.Фазовращатель 3 .обеспечивает сдвиг фазы исследуемог процесса на ТС . с экраном ДЭЛТ 1 оп тически связаны поляризаторы 4,5, б и 7, модулятор света-8, проекцион ная система 9 и видикон 10, используемый в качестве многоканального интегратора. Поляризаторы 4 и 5 установлены в плоскости экрана ДЭЛТ 1 так, что их оси поляризации взаимно перпендикулярны. Модулятор света 8 представля ет собой диафрагму 11 с двумя щелям и вращающийся диск 12 с многодороже foft записью опорного сигнала в виде i±gx (t) - xW-cos(.4), где R - радиус диска; X - координата по радиусу диска 12.; v - угловая скорость вращения диска 12; Ц5 - начальная фаза опорного сиг нала. . Щели в диафрагме 11 расположены так, что изменение прозрачности дис ка 12 в той и другой щелях на радиу сах одинаковой длины противофазно. Поляризаторы 6 и 7 установлены в щелях диафрагмы 11 так, что направ ления их осей поляризации соответствуют направлениям осей поляризации поляризаторов 4 и 5. Проекционная система 9 состоит из объектива 13 и цилиндрической линзы 14. Двухлучевая электроннолучевая трубка 1 установлена в В. Анализатор работает следующим образом. Каждый исследуемый процесс с вь хода разветвителя 2 поступает на модулирующий электрод первого луча ДЭЛТ 1 непосредственно и на модулирующий электрод второго луча ДЭЛТ 1 - через фазовращатель 3. На модулирующем электроде первого луча ДЭЛТ 1 каждый исследуемый процесс имеет вид f (t), а на модулирующем электроде второго луча ДЭЛТ 1 после преобразования его фазовращателем 3 каждый исследуемый процесс имеет f (t)} . Все исследуемые про.цессы преобразуются ДЭЛТ 1 во временное изменение яркости первого и второго лучей. Поскольку ДЭЛТ 1 установлена в режим В, яркость первого луча модулируется по закону fy (t)| + f (t) а яркость второго луча - по закону 1 ()1 - 5( () При этом каждому из исследуемых процессов соответствует свое место на развертках каждого из лучей вдоль координаты Y экрана ДЭЛТ 1. Поляризатор 4 обеспечивает линейную поляризацию светового потока с экрана ДЭЛТ 1, обусловленного первым лучом, а поляризатор 5 - линейную поляризацию светового потока, обусловленного вторым лучом ДЭЛТ 1. Векторы поляризации этих потоков ортогональны. Изображение развертки первого луча через поляризатор б,вращающийся диск 12 модулятора 8, первую щель диафрагмы 11 с записью опорного сигнала, например fl + gx, (t )J и изображение развертки второго луча через поляризатор 7, вращающийся диск 12 и вторую щель диафрагмы 11 с записью опорного сигнала 1 - gy (t) J , соответственно, проецируется проекционной системой 9 на мишень видикона 10. При этом в модуляторе 8 осуществляется перемножение интенсивностей световых потоков с соответствующим опорным сигналом: jfv, (t)| + fv, (t) 1 ii Ha мищени видикона 10 по координате у строится изображение экрана ДЭЛТ 1, а по координате х - изображение участка диска 1-1, ограниченного диафрагмой 12. Потенциал мишени видикона lOjнакопленный за время Т, ра венU(,V (t)dt..f f,,(t)dt.Ko; о о где NO 1,5 - постоянные, Таким образом, сигнал на выходе анализатора при опорном сигнале виgx (t) cos (