Устройство для определения частотной характеристики фотоприемников Советский патент 1982 года по МПК G01J1/44 

ния одного и того же уровня отсчета необходимо во всем диапазоне поддерживать постоянство глубины модуляции в оптическом сигнале и, кроме того, обеспечить постоянство амплитуды указанного сигнала в процессе измерений. Однако, ввиду того, что существующие генераторы с автоматической перестройкой в широком диапазоне частот (например, свип-генераторы ) обладают стабильностью выходного напряжения г1орядка W% и хуже, первое условие в указанном устройству не выполняется. Следует отметить, что все генераторы обеспечивают определенную стабильность выходного напряжения только в случае постоянства характеристического сопротивления нагрузки во всем диапазоне частот. Характеристическое сопротивление электрического тракта оптоэлектронного модулятора носит комплексный характер и меняется от частоты к частоте. При этом ввиду непостоянства модуля полного характеристического сопротивления нагрузки генератора нестабильность сигнала на электрическом входе модулятора значител-ьно увеличивается, поэтому при нестабильности выходного сигнала генератора 10%-ная глубина модуляции, в оптическом сигнале на различных частотах может изменяться на 30 и более.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет стабилизации уровня отсчета.

Для достижения указанной цели в устройство для определения частотной характеристики фотоприемников, со.держащее источник излучения, оптически связанный через оптоэлектронный модулятор с фотоприемником, генератор и регистратор, введены генератор пилообразного напряжения, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, интегратор, дифференцирующая схема, измеритель отношений и ключевая схема, причем синхронизирующий выход генератора связан с генератором пилообразного напряжения, выход которого подключен к управляющему входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого соединен с сигнальным выходом генератора, а выход - с электрическим входом оптоэлектронного модулятора, выход фотоприемника через дифференцирующую схему связан с

ОДНИМ И через интегратор - с другим входами изм.ерителя отношений, выход которого соединен с управляющим входом ключевой схемы, сигнальный вход которой соединен с электрическим входом оптоэлектронного модулятора, а выход - с регистратором.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит источник 1 излучения, оптоэлектронный модулятор 2, фотоприемник 3, интегратор k, генератор 5 пилообразного напряжения, усилитель 6 с регулируемым коэффициентом усиления, генератор 7,

ключевую схему 8, регистратор 9, диф.ференцирующую схему 10 и измеритель 11 отношений.

В устройстве источник 1 излучения, оптоэлектронный модулятор 2, фотоприемник 3 связаны последовательно оптически. Выход фотоприемника 3 соединен с входами интегратора и дифференцирующей схемы 10, Выход интегратора 4 и дифференцирующей схемы 10 соединены соответственно с первым и вторым входами измерителя 11 отношений, выход которого соединен с управлящим входом ключевой схемы 8. Синхронизирующий вход генератора 7 соединен с генератором 5 пилообразного напряжения, выход которого соединен с управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 6, сигнальный вход которого соединен с генератором 7, а выход - с электрическим входом оптоэлектронного модулятора 2. Регистратор 9 соединен с электрическим входом оптоэлектронного модулятора 2 через ключевую схему 8.

Устройство работает следующим образом.

. Сигнал с генератора 7 через усилитель 6 с регулируемым коэффициентом усиления подается на электрический вход оптоэлектронного модулятора 2. Одновременно с синхронизирующего выхода генератора 7 подается сигнал на запускающий вход генератора 5 пилообразного напряжения, по которому формируется возрастающее напряжение, изменяющее коэффициент усиления усилителя 6. Тем самым изменяется уровень сигнала на электрическом 5 входе оптоэлектронного модулятора 2 и, соответственно, глубина модуляции в оптическом сигнале. Оптический сигнал, продетектированный фотоприемНИКОМ 3, подается одновременно на интегратор k и дифференцирующую схему 10. Интегратор 4 выделяет сигнал, соответствующий среднему значению модулированного сигнала в оптическом канале. Поскольку среднее значение за период сигнала, подаваемого на оптоэлектронный модулятор 2 с генератора 7j равно нулю, а рабочая точка модулятора находится на середине линейного участка характеристики, напряжение на выходе интегратора 4 зависит только от чувствительности фотоприемника 3 и мощности источника 1 излучения. Сигнал на выходе дифференцирующей схемы 10 пропорционален переменной составляющей сигнала на выходе фотоприемника 3, уровень которой зависит от коэффициента передачи фотоприемника 3 на данной частоте, 20 При изменении глубины модуляции в оптическом канале, которое осуществляется под действием пилообразного напряжения, соответственно изменяется сигнал на выходе дифференцирующей схемы 10, сигнал же на выходе интегратора t остается постоянным, таким образом, непрерывно меняется соотношение сигналов, подаваемых на входы измерителя 11 отношений. Измеритель 11 отношений настраивается таким образом, что при достижении определенного отношения сигналов на выходах дифференцирующей схемы 10 и интегратора(4 например 1/10 ) на исходной частоте на его выходе формируется сигнал времен ного окна который открывает ключ 8, и величина сигнала подаваемого на электрический вход оптоэлектронного модулятора 2 и значением его частоть фиксируются регистратором 3. 8 следующем такте работы устройства частота сигнала на выходе генератора 7 изменяется и вновь изменяет ся глубина модуляции в оптическом канале. Если коэффициент передачи фотоприемника на частоте ou-i отличен от коэффициента передачи.на частоте ujQ,-для достижения прежней величинь отношения сигналов на выходах интегратора 4 и дифференцирующей схе мы 10 потребуется другое значение гл бины модуляции и, соответственно, уровня сигнала на электрическом входе оптоэлектронного модулятора 2. Как только это отношение достигает заданного значения (на частоте Шд), по сигналу измерителя 11 отношений 96 86 вновь открывается ключевая схема 8 и при помощи регистратора 9 фиксируется значение частоты и уровень сигнала на электрическом входе оптоэлектронного модулятора 2. После этого значение частоты сигнала на выходе генератора 7 вновь изменяется и процесс продолжается аналогично. Поскольку величина сигнала на электрическом входе оптоэлектронного модулятора 2, обеспечивающая заданное соотношение переменной составляющей и среднего уровня сигналов на выходе фотоприемника 3, непосредственно зависит от коэфс ициента передачи последнего на данной частоте (его уменьшение требует повышения уровня сигнала на электрическом входе модулятора и наоборот). регистратор 9 предлагаемого устройства -непосредственно фиксирует частотную зависимость коэффициента передачи испытуемого фотоприемника 3. Предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить точность измерений, так как в устройстве в качестве уровня отсчета используется соотношение переменной составляюи(ей и среднего уровня сигнала на выходе исследуемого фотоприемника. При этом стабильность выходного напряжения генератора здесь уже не имеет существенного значения, так как уровень сигнала на электрическом входе оптбэлектронного модулятора принудительно изменяется в определенных пределах и фиксируется его знамение, обеспечивающее заданное соотношение переменной составляющей и среднего значения сигнала на выходе исследуемого фотоприемника, т.е. нестабильность выходного напряжения не вносится в результат измерения. Формула изобретения Устройство для определения частотной характеристики фотоприемников, содержащее источник излучения, оптически связанный через оптоэлектронный модулятор с фотоприемником, генератор и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет стабилизации уровня отсчета, введены генератор пилообразного напряжения, усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, интегратор, дифференцирующая схема, измеритель отношений и ключевая схема, причем синхронизирующий выход генератора соединен с генератором пилообразного напряжения , выход которого подключен к управляю1чему входу усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, вход которого соединен с сигнальным выходом генератора, а выход - с электрическим входом оптоэлектронного модулятора, выход фотоприемника через дифференцирующую схему соединен с

одним и через интегратор - с другим входами измерителя отношений, выход которого соединен с управляючдим входом ключевой схемы, сигнальный вход которой соединен с электрическим входом оптоэлектронного модулятора, а выход - с регистратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 706710, кл. G 01 J 1Л4, 1979.

2.ГОСТ 17772-79, М., 1979 (прототип) .