Акустооптический частотомер Советский патент 1982 года по МПК G01R23/02 

() ЛКУСТООПТИЧЕСКИЙ ЧАСТОТОМЕР

1

Изобретение относится к радиоизмерениям.

Известен акустооптичёский частотомер, содержащий преобразователь сигналов в световое изображение, анализирующие оптические решетки, интегрирующую линзу, фотоприемники, соединенные через усилители и интеграторы с блоком извлечения квадратного корня, блок деления, блок вычисления арктангенса, причем анализирующие решетки выполнены с различными шагами растровой сетки П.

Недостатком данного устройства является его сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является акустооптический частотомер, содержащий источник света, акустооптическую ячейку, фокусирующий объектив и блок фотоприемников, выход которого соединен с измерителем, например счетным блоком .2,

Однако у данного частотомера недостаточная точность.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается

тем, что в акустооптический частотомер, содержащий оптически связанные источник света, акустооптический элемент, фокусирующий объектив и

ig блок фотоприемников, к выходу кото.рого подключен вход измерителя частоты, введены кодовый преобразователь, управляемый генератор и смеситель , выход которого соединен

,5 с входом управления акустооптического элемента, первый вход смесителя соединен с входной шиной, а второй вход через последовательно включенные управляемый генератор и кодовый преобразователь соединен с выходом блока фотоприемников.

На чертеже приведена структурная .электрическая схема предлагаемого частотомера. Частотомер содержит источник 1 света (лазер), акустооптический элемент 2, фокусирующий объектив 3, блок k фотоприемнихов, измеритель 5 частоты, кодовый преобразователь 6, управляемый генератор 7, смеситель 8. Измеряемый сигнал подан на входную шину 9. Принцип работы частотомера заклю чается в следующем. Луч лазера освещает ультразвуковую волну, возбужденную в акустооптйческом элементе 2 измеряемым сигналом. Дифрагированный свет отклоняется пропорционально измеряемой частоте , фокусируется объективом 3 и засвечивает соответствующий фотоприемник блока , номер которого грубо, в пределах точности ограниченной дифракционными размерами светового пятна и количеством фотоприемников, определяет частоту измеряемого сигнала. Измеренная частота кодируется преобразователем 6, по команде которого генератор на чинает выдавать сигнал на фиксированной частоте ft , который через смеситель 8 поступает на акустоопти ческий элемент, и возбуждает в нем ультразвуковую волну. Теперь на выходе акустооптического элемента 2 существуют два луча, дифрагировавших на сигналах с частотами и €, Если частота г имеет значение, бли кое к f , то пространственные спек ры соответствующих сигналов пере- кроются и тем самым создадут услови для квадратичного преобразования суммы спектров и выделения выходного сигнала Ugj,, на разностной час тоте Q ,- со , . 8Ь(х 5 ul()G()jj)au где К - постоянный коэффициент, учи тывающий значение амплитуд входных сигналов, (ч(ш(-и)- пространственные спектры, )(,jj соответствующие пространственным частотам. Разностная частота выделяется и измеряется измерителем 5. Экспериментально установлено, что при разности частот до нескольких МГц перекрытие пространственных спектров обеспечивается за счет естественной расходимости лазерного луча 9 , 4- Если (п выбрать в середине полосы пропускания, то на частотах сигнала , близких , в полосу пропускания фотоприемника будут попадать сигналы на разностных частотах t . Определение частоты сигнала, следовательно, будет неоднозначно. Для исключения неоднозначности отсчета разностной частоты фиксированную частоту следует выбирать равной одному из двух крайних значений полосы пропускания. Измеренная таким образом частота отличается от частоты фиксированного генератора на величину С2. Точность измерения частоты в этом случае определяется точностью установки фиксированной частоты и точностью установки разностной частоты, Как установка фиксированной частоты, так и измерение разностной частоты значение которой ограничивается полосой пропускания каждого фотоприемника и может меняться от О до нескольких МГц, могут быть выполнены с большой точностью, превышающей разрешающую способность спектроанализатора. Таким образом, использование в акустооптическом частотомере фотосмещения измеряемого сигнала с сигналом на фиксированной частоте, установленной с высокой точностью, и последующего выделения и точного измерения сравнительно низкой разностной частоты, позволяют повысить точность акустооптического частотомера. Формула изобретения Акустооптический частотомер, содержащий оптически связанные источник света, акустооптический элемент, фокусирующий объектив и блок фотоприемников, К выходу которого подключен вход измерителя частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены кодовый преобразователь, управляемый генератор и смеситель, выход которого соединен с входом управления кустооптического элемента, первый вход смесителя соединен с входой шиной, а второй вход через последовательно включенные управляемый генератор и кодовый преобразо59 359 6

ватель соединен с выходом блока1. Авторское свидетельство СССР

фотоприемников.„. 607161. кл. Q 01 R 23/00, 03.Q6.7k

Источники информации,2. Зарубежная радиоэлектроника,

принятые во внимание при экспертизе 1970, 1Г12, c.l. .

Г

SMoS