Оптоэлектронный анализатор комплексного спектра Советский патент 1982 года по МПК G01R23/16 

(5) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ АНАЛИЗАТОР КОМПЛЕКСНОГО СПЕКТРА

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для получения амплитуд.ного и фазового спектров. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее преобразователь электрических сигналов в световое изображение, оптическую линзовую систему, фотоприемники, коммутаторы, блок памяти и вычислитель fl. Однако скорость анализа им недостаточна из-за, необходимости механической перестройки анализирующих решеток. Цель изобретеьмя - повышение скорости анализа. Указанная цель достигается за счет того, что в оптоэлектронный ана лизатор комплексного спектра, содержащий входной усилитель, подключенный к электронно-лучевой трубке, опт чески связанной с линзовой системой, а также матрицу фотоприемников, выходы которой через соответствующие интеграторы подключены к последовательно соединенным коммутатору, блоку памяти, втором;з коммутатору и вычислителю, дпополнительно введены блок световодов и фототранспарянт, установленный за оптической системой, при этом выходы фототранспаранта связаны с входами всех фотоприемников через блок световодов. На чертеже представлена структурная схема анализатора. Анализатор содержит входной усилитель 1, электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 2, линзовую систему 3, фототранспарант Ц с записью базисных функций разложения, блок 5 световодов, матрицу 6. фотоприемников, интеграторы 7, коммутатор 8, блок 9 памяти, второй коммутатор 10 и вычислитель 11. Анализатор работает следующим образом. Исследуемый сигнал, поступая после усиления на модулятор ЭЛТ 2, изменяет яркость свечения луча ЭЛТ в соответствии с сигнала. Луч н экране ЭЛТ линейно перемещается по строке с частотой, зависящей от требуемого частотного диапазона анализа Линзовая система 3, содержащая двояковогнутую цилиндрическую линзу, пре образует светящееся пятно на экране ЭЛТ в вертикальную линию, сфокусированную на фототранспарант с запися ми базисных функций разложения. На фототранспаранте попарно записаны четные и нечетные базисные функ ции , например синусоиды и косинусоиды. Число дорожек записи равно удвоенному числу определяемых спектральных компонент. Первая дорожка содержит один период нечетной функции (синусриды), а второй - один период четной функции (косинусоиды). На последующих дорожках записываются более высокочастотные составляющие. Чи ло периодов на дорожках должно быть целым, для того чтобы при многостроч ном сканировании дорожек не было раз рУвов считываемых функций. Базисные функции могут быть записаны на фототранспарант как 8 полутоновом, так и двухградацибнном виде. Световой поток с экрана ЭЛТ, проходя через фототранспарант k, модули руется каждой дснэожкой по интенсивности при полутоновой записи и по вы соте светящегося штриха при двухградационной. Каждая дорожка фототранспаранта k с помощью стекловолоконной системы блока 5 световодов соединена с отдельным фотоприемником матрицы 6 Токи в фотоприемниках пропорциональны произведению исследуемого сиг нала на соответствующую квадратурную составляющую. Каждый из ряда фотоприемников 6 последовательно соединен с отдельным интегратором 7 напряжение на выходе которого будет пропорционально величине соответствующей Фурье-трансформанты. По окончании исследуемого сигнала значения Фурье-трансформанта с выхода интеграторов 7 передаются с помощью коммутатора 8 в блок 9 памяти. Фурье-трансформанты из блока памя ти, реализованного, например, из конденсаторов с малыми токами утечки, подаются с помощью второго коммутатора 10 в вычислитель 11, в котором в соответствии с известными соотношениями Фурье-преобразования определяют амплитудный и фазовый спектры. Таким образом, поскольку определение Фурье-трансформант и спектральных характеристик по ним выполняется во времени раздельно, то с помощью предлагаемого анализатора можно определять мгновенные спектры различных участков непрерывного сигнала практически без разрывов, так как в реальных случаях легко обеспечить время передачи еигналов с выхода интеграторов в блок памяти во много раз меньшее, чем длительность исследуемого сигнала. Временем коммутации можно пренебречь, если ячейки памяти последовательно соединены с выходами интеграторов через открытые электронные ключи, которые закрываются в момент окончания исследуемого сигнала и открываются вновь после окончания ычисления спектральных характеристик Формула изобретения Оптоэлектронный анализатор комплексного спектра, содержащий входной усилитель, подключенный к электроннолучевой трубке, оптически связанной с линзовой системой, а также матрицу фотоприемников, выходы которой через соответствукйцие интеграторы подключены к последовательно соединенным коммутатору, блоку памяти, второму коммутатору и вычислителю, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости анализа, в него дополнительно введены блок световодов и фототранспарант, установленный за оптической системой, при этом выходы фототранспаранта связаны с входами всех фотоприемников через блок световодов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 607161, кл. G 01 R 23/00, 1979.

т 1

iJ