Многоканальный анализатор спектра Советский патент 1982 года по МПК G01R23/16 

(54) МНОГОКДНАЛЬНШ АНАЛИЗATCtt СПЕКТРА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для одновременного измерения спектра частот нескольких сигналов или процессов.

Известен анализатор спектра, ркгао чающий одномерный когерентный ана-1 лизатор спектра, блок зеркальных гальванометров, маску с диафрагмой и светоприе1«1ик. При работе известного анализатора спектра в выходной плоскости имеет место поканальное спекi тральное разложение многоканальной входной функции 1 .

Однако известный анализатор спектра не позволяет производить одновременное синхронное по пространственной частоте количественное измерение спектров в разных каналах. Кроме того, при считывании спектров разных каналов 1|,оявляются ошибки в определении относительного частотного положения спектральных компонент в результате флуктуации зеркал гальванометров. Наиболее близким техническим ре.шением к изобретению является многоканальный анализатор спектра, который содержит одномерный когерентный анализатор спектра, блок зеркальных гальванометров, генератор-, оптическую щель, цялиндрическу линзу, светоприемники и светолучевой осциллог- раф. Зеркала блока гальванометров, управляемые сигналом внешнего генер тора, установлены в выходной фокальной плоскости цилиндрической линзы одномерного когерентного анализатора спектра, а лучи света, отраженные от каждого гальванометра, через опти10ческую щель в виде узкой наклонной линии и цилиндрическую линзу поданы нги соответствую1аие светоприемники, которые подключены к светолучевому осциллографу. В этом у1стройстве тывание спектров казвдого канала производится соответствующим отдельным светоприемником за счет колебательного движения соответствующего зеркала блока гальванометров 2 .

20

Недостатком известного многоканального анализатора спектра является то, что он не позволяет производить синхронного по пространственным частотам, с покошенной точностью измерения

25 спектральной картины многоканального процесса, т.е. два сигнала одинаковой частоты и мощности, записанные в двух каналах, могут быть сняты как сигналы С разными частотами и амплитудами.

30 Особенно существенно зти ошибки сказываются в задачах сопоставительного анализа и идентификации сигнгшов по их спектрам. Цель изобретения - повышение точности синхронного измерения спектров различных сигналов при повышенных скоростях анализа. Поставленная цель достигается-тем ;что в многоканальный анализатор спек тра, содержащий одномерный когерент ный анализатор спектра, дефлектор, выполненный в виде управляемого зеркального гальванометра, светоприемник и регистратор, введены многоканальный модулятор светового потока опорными временными сигналами, расположенный между когерентным анализатором спектра и дефлектором, мас. ка с рядом подвижных диафрагм, раз..мещенная перед светоприемником и блок полосовых фильтров, установленный между светоприемником и регистратором. На чертеже представлена схема анализатора., . Iнoroкaнaльный анализатор спект- ра содержит одномерный когерентный анализатор I спектра, состоящий из источника 2 когерентного света, коллиматора 3, входного транспоранта 4 с многоканальной записью исследуемых сигналов и интегрирующей цилиндрической линзы 5, модулятор 6 св.етового потока опорными временными сигналами, дефлектор 7 в виде гальваномет ра, управляемого сигналом внешнего генератора, маску 8с рядом подвижных диафрагм,, расположенных вдоль линии, перпендикулярной изобрсокениям спектров, светбприемник 9, блок поло совых фильтров 10 и регистратор 1.1. Устройство работает следующим образом.. Источник 2 когерентного света, например гелий-неоновый лазер, излучает узкий пучок света/ который коллиматором 3 расширяется до не6бхо димлх размеров и освещает транспораит 4 с записью (плотностной или фазовой) исследуемых сигналов. Прой дя интегрирующую цилиндрическую лин зу 5, лучи света падают на зеркало гальванометра дефлектора 7, установ ленное так, что отражаясь от него, спектр каждого канала фокусируется в области соответствующей диафраг- л« маски 8. Каждая диафрагма маски 8 выделяет один элемент спектра в каждом канале. Световой поток, пройдя маску с рядом диафрагм, модулируется модулятором 6 светового потока опорным сигналом, причем каждый канал модулируется своей частотой. Промодулированныеопорным сигналом световые потоки от всех каналов собираются светоприемником 9, затем разделяются блоком полосовых фильтров 10 на сигналы разных каналов и подаются на соответствующие входы регистратора 11. Многоканальный анализатор спектра позволяет производить считывание спектральной картины многоканального сигнала, при этом с повышенной точностью осуществляются сопоставительные измерения амплитуд и частот спектральных компонент разных каналов при повышенных скоростях анализа. Кроме того, применение в анализаторе модулятора светового потока опорным сигналом и полосовых фильтров позволяет использовать узкополосные усилители, что соответственно снижает мощность шумов на выходе система. Формула изобретения Многоканальный анализатор спектра, содержащий одномерный когерентный анализатор спектра, дефлектор, выполненный в виде управляемого зеркального гальванометра, светоприемник и регистратор, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности синхронного измерения спектров различных сигналов при повышенных скоростях анализа, в устройство введены многоканальный модулятор светового потока опорныгли временными сигналами, расположенный между когерентным анализатором спектра и дефлектором, маска с рядом подвижных диафрагм, размещенная перед светоприемником и блок полосовых фильтров, установленный между светоприемником и регистратоцом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Престон К. Когерентные оптические вычислительные машины. М., Мир, 1974, с. 24-26, 289-2,90. 2.Авторское свидетельство СССР 327416, кл. G 01 R 23/16, 1972.