Акустооптический спектроанализатор Советский патент 1982 года по МПК G01R23/16 

1

Изобретение относнтся к спектральному анализу радиосигналов и может быть использовано в системах обработки радиосигналов.

Известен анализатор, содержащий источник когерентного света, коллиматор, аску, ультразвуковой модулятор и генератор импульсов 1 .

Недостаток анализатора - низкая разрещающая способность.

Наиболее близким по технической сущности к данному устройству является анализатор, содержащий лазер, ультразвуковой мощ лятор, интегрирующую линзу, генератор, смеситель и фотоматрицу /с накоплением зарядов и блоком управления 2.

Недостатком анализатора является низкое разрешение по частоте, которое определяется апертурой светового пучка и материалом звукопровода модулятора.

Цель изобретения - повьпиение разрешающей способности анализатора.

Эта цель достигается за счет того, что в акустооптический спектроанализатор, содержащий лазер, ультразвуковой модуля гор света, ошически связанный через интегрирующую линзу с фотоприемником на приборах с зарядной связью, синхронизатор, один из выходов которого связан через блок управления со входом фотоприемника, а другой подключен ко входу генератора частотно-модулированных сигнапов, выход которого через смеситель соединен со входом ультразвукового модулятора, дополнительно введены коммутатор и злектрооптический затвор, включенный между оптическим выходом лазера и оптическим входом ультразвукового модулятора, при зтом выходы синхронизатора соединены с управля1дщими входами введенных блоков, а его вход подключен ко входу устройства и одновременно к злек- . трическрму входу фотоприемника, выход которого через коммутатор соединен со вторым входом смесителя.

На чертеже представлена структурная схема анализатора.

Анализатор содержит коммутатор 1, генератор 2 частотномодулированных сигналов, лазер 3, злектрооптический затвор 4, ультразвуковой модулятор 5 света, интегрирующую Л1шзу

6,фотоприемник 7 на приборах с зарядовой связью (ПЗС), блок 8 управления, смеситель

9 и синхронизатор 10.

Анализатор работает следующим образом.

Исследуемый электрический сигнал поступает на вход блока 10 синхронизации и на вход ПЗС 7. При зтом на одном из выходов синхронизатора 10 формируется сигнал, запускающий блок 8 управления. Блок 8 управления обеспечивает ввод исследуемого сигнала в ПЗС

7,что обуславливается возможностью работы ПЗС в режиме регистра сдвига аналоговых сигналов.

По окончании ввода исследуемого сигнала в ПЗС на выходе пщхронизатора 10 формирует- 5 ся сигнал, переключающий блок 8 управления в режим вывода исследуемого электрического сигнала, по такому же сигналу с выхода синхронизатора 10 коммутатор 1 направляет выводимый из ПЗС 7 на один из входов смесителя 9. Режим блока 8 управления ПЗС устанавливается таким, что вывод исследуемого сигнала из ПЗС 7 происходит со скоростью, превышающей скорость ввода этого сигнала в ПЗС,т.ё. I происходит сжатие сигнала. Сжатый сигнал поступает на один из входов смесителя 9. На другой вход смесителя 9 подается напряжение с генератора 2 частотно-модулированных сигналов. С выхода смесителя 9 электрический сигнал поступает в ультразвуковой- модулятор 5 света. После того, как сигнал полностью вЫ веден из ПЗС (а это значит, что в эвзтсопроводе ультразвукового модулятора- сформировался полный пространственный аналог сжатого исследуемого сигнала), с выхода синхронизатора 10 поступает напряжение, открывающее злек тро-оптический затвор 4. Пучок лазера 3, пройдя электро-оптический затвор 4, попадает в ультразвуковой мрдулятор 5 света, где претерпевает дифракщ1ю, в результате чего дифрагировавщий свет, пройдя через HHTerpHpyjoщую линзу 6, образует в фокальной плоскости последний ряд световых пучков, положение которых определяется значением частот составляющих спектра сигнала, а интенсивность света - амплитудой этой спектральной составляющей.

Наличие частотно-модулированного сигнала обеспечивает перемещеиие светового пятна по поверхности ПЗС. Поскольку вывод зарядов .

с зарядовых ячеек ПЗС 7 происходит синхронно с движением световых .пятен по поверхности ПЗС осуществляется накопление сигнала, что существенно повышает чувствительность устройства. Так как сигнал, вводимый в ультразвуковой модулятор 5, сжат относительно исходного в п раз, то расстояние между световыми пятнами, определяемыми спектральными составляющими исследуемого сигнала, увеличивается в п раз. При прочих равных параметрах оптических элементов и ПЗС предлагаемое устройство имеет разрешение в п раз большее в сравнении с известным устройством. Огибающая выходного напряжения ПЗС соответствует

устройства и одновременно к электрическому входу фотоприемника, выход которого через коммутатор соединен с вторым входом смесителя. 5Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство «СССР N 500529, кл. G 01 R 23/00, 1976.

2.Патент США № 3942109, кл. 324-77, 1976. спектру исследуемого сигнала. Вывод этого сигнала на индикатор осуществляется через коммутатор, соединяющий выход ПЗС со входом индикатора по сигналу с выхода синхронизатора, который открывает и затвор. Формула изобретения Акустооптйческий спектроанализатор, содержащий лазер, ультразвуковой модулятор света, оптически связаиный через интегрирующую линзу с фотоприемником на приборах с зарядовой связью, синхронизатор, один из выходов которого связан через блок управления с входом фотоприемника, а другой подключен к входу генератора частотно-модулированных сигналов, выход которого через смеситель соединен с входом ультразвукового модулятора, отличающийся тем, что, с целью повыщения разрешающей способности, в него введены коммутатор и электрооптический затвор, включенный между оптическим выходом лазера и оптическим входом ультразвукового модулятора, при этом выходы синхронизатора соединены с управляющими входами введенных блоков, а его вход подключен к входу

К индикатор /