Устройство для измерения длины волны сигнала

Устройство для измерения длины волны сигнала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длины волны сигнала . Целью изобретения является повышение точности измерения при расширении функциональных возможностей, в частности обеспечение возможности измерения длины волны СВЧ-сигнала. Для достижения поставленной цели в устройство введен акустооцтический дефлектор 8, расположенный на оптической оси второго лазера 4 и оптически связанный через зеркало 9 оптической связи лазеров с входом фотоприем1шка 10, а подвижное зеркало второго лазера укреплено нЪ обратной стороне подвижного зеркала зталонного лазера 1 с активным веществом 2. На чертеже также показаны ячейка 3 поглощения, активное вещество 5второго лазера, пьезопреобразователь 6,двухстороннее ё зеркало 7, усштитель 11, генератор 12 пилообразного напряжения, осциллограф 13, счетное устройство со стандартом 14 частоты, электронно-счетный частотомер 15. Активная среда второго лазера выбирается идентичной акlagni тивной среде эталонного лазера. 1 ил. N: о ч

ССНОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (so 1 С 0 . R 23/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3912176/24-21 (22) 17.06.85 (46) 15. 0.86, Вюл. В 38 (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В;И,Ульянова (Ленина) (72) А.A.Ãîëîâêîâ, С.В.Кузнецов, А.А.Макаров,. А.П.Осипов и А.В.Павлов (53) 621. 317. 757 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 890262, кл. G 01 R 23/16, 1981 °

Авторское свидетельство СССР

9 757090, кл. Н 01 S 3/10, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ

ВОЛНЫ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения длины волны сигнала. Целью изобретения является повышение точности измерения при расширении функциональных возможностей, в

ÄÄSUÄÄ 1264997 А I частности обеспечение возможности измерения длины волны СВЧ-сигнала. Для достижения поставленной цели в устройство введен акустооптический дефлектор 8, расположенный на оптической оси второго лазера 4 и оптически связанный через зеркало 9 оптической связи лазеров с входом фотоприемника 10, а подвижное зеркало второго лазера укреплено на обратной стороне подвижного зеркала эталонного лазера 1 с активным веществом 2. На чертеже также показаны ячейка 3 поглощения, активное вещество 5 второго лазера, пьезопреобразователь б,двухстороннее зеркало 7, усилитель 11, генератор 12 пилообразного напряжения, осциллограф 13, счетное устройство со стандартом 14 частоты, электронно-счетный частотомер 15. Активная среда второго лазера выбирается идентичной активной среде эталонного лазера. 1 ил.

264097 . 2

4 конструктивно объединены и жестко связаны с пьезопреобразователем.

В отсутствие радиосигнала на электрическом входе акустооптического дефлектора 8 на экране осциллографа

13, напряжением развертки которого является пилообразное напряжение генератора 12, а сигналом на входе усилителя вертикального отклонения являl0 ется выходное напряжение усилителя

11, регистрируются пики интенсивности, обусловленные насыщенным поглощением излучения лазера 1. Кроме того, индицируется метка нулевых биений ча75 стот генерации лазеров, соответствующая моменту времени, когда рабочие частоты лазеров равны.

Изменяя величину пилообразного на" пряжения на входе пьезопреобразова20 теля, добиваются того, чтобы на экране осциллографа осталась метка нулевых биений и два ближайп их к ней максимума насыщенного поглощения. Частотный интервал между максимумами л

25 насыщенного поглощения известен с высокой точностью. сигнала.

На чертеже изображена схема устройства для измерения длины волны

СВЧ-сигналов.

Устройство содержит эталонный лазер 1 с активным веществом 2, ячейкой 3 поглощения, второй лазер 4 с

BKTHBHbIM веществом 5, пьезопреобразователь 6, конструктивно связанный ,.с двухсторонним зеркалом 7, общим для обоих лазеров, акустооптический дефлектор 8, оптически связанный со вторым лазером, зеркало 9 оптической связи лазеров, фотоприемник 10, оптически связанный с обоими лазерами через зеркало 9, усилитель 71, подключенный к выходу фотоприемника 10, генератор 12 пилообразного напряжения, соединенный с пьезопреобразователем

6 и разверткой осциллографа 13, другой вход которого соединен с выходом усилителя 11, счетное устройство, включающее стандарт 14 частоты, подкшоченный к электронно-счетному частотомеру 15, второй вход которого соединен с выходом усилителя 11.

Устройство работает следующим образом.

Изобретение отнсси ся к измерительной технике и может быть использовано для измерения длины волны сигнала, Цель изобретения — повышение точности измерения при одновременном расширении функциональных возможностей устройства, т.е. обеспечения возможности измерения длины волны СВЧПри отсутствии напряжения на пьезопреобразователе 6 частоты излучения лазеров 1 и 4 равны. Излучение лазера 1, имеющегс ячейку 3 поглощения, через зеркало 9 оптической- связи подается на фотоприемник 10 усилитель 17 и устройство измерения частоты; состоящее из осциллографа 73, стандарта 14 частоты и электронносчетного частотомера 15. Излучение лазера 4 через акустооптический.дефлектор 8 и систему зеркал также пода ется на вход фотоприемника, При подаче на пьезопреобразователь пилообразного напряжения с генератора 12 частота излучения лазеров линейно изменяется вследствие изменения оптической длины резонаторов, причем закон изменения частоты лазеров 1 и 4 противополо::,ен. Это 7:,остигается тем. что зеркала резонаторов лазеров 1 и

Перекрывая на время излучения лазера 4, получают на выходе усилителя два пика, которые осуществляют запуск и остановку электронно-счетного частотомера. Производят калибровку устройства (известному частотному интервалу Л1„ ставят в соответствие число И„ счетных импульсов стандарта частоты). После этого вновь направляют излучение лазера 4 на фотоприемник. В этом случае импульсами запуска и остановки частотомера являются ка4 либровочный импульс и метка нулевых биений. Производят отсчет по элекt тронно-счетному частотомеру числа N, импульсов соответствующих метке нулевых биений.

Частотный интеРвал 1> „ Равен и к .А= — — — и„.

Так как и „заведомо известна и определяется свойствами поглощающей

50 среды, то нетрудно вычислить значение а ь „

Затем на вход акустооптического дефлектора подают исследуемый СБЧ11 сигнал. Частота 7 z излучения лазе55 ра 4 после прохождения света через акустсоптический дефлектор будет отличаться nò исходной, причем

Р, = +1, 3 1264 где г, — собственная частота лазера 4;

Р, — частота СВЧ-радиосигнала.

В результате метка нулевых биений сместится «а величину, пропорциональную . Производят аналогичное из1 мерение числа М„импульсов для смещенной метки нулевых биений. По результатам двух указанных измерений производится вычисление частоты СВЧсигнала, 1О

097

Устройство для измерения длины волны сигнала, содержащее эталонный лазер с поглощающей средой, подвижное зеркало которого укреплено на пьезокерамическом преобразователе, фотоприемник, оптпчески связанный с эталонным лазером через зеркало оптической связи и электрически связанный через усилитель с электронно-счетным частотомером и осциллографом, стандарт частоты, подключенный к частото.меру, второй лазер и генератор пилообразного напряжения, соединенный с пьезокерамическим преобразователем и осциллографом, о т л и ч а ю щ е е —с я тем, что, с целью повышения точ ности измерения при одновременном . расширении функциональных возможностей, в устройство введен акустооптический дефлектор, расп ложенный на оптической оси второго лазера и оптически связанный через зеркало оптической связи.с входом фотоприемника, причем электрический вход акустооптического дефлектора является входом исследуемого СВЧ-сигнала, а подвижное зеркало второго лазера укреплено на обратной стороне подвижного зеркала эталонного лазера, Составитель И.Коновалов

Техред A. Кравчук

Редактор A Ðåâèí

Корректор Е.Рошко

Заказ 5556/45 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

< 1 х

1 = — — — (и -и) к ч к

Затем, пользуясь значением скорости света, производят вычисление длины волны СВЧ-сигнала. !

Если устройство работает в режиме измерения характеристик генерации активной среды второго лазера 4, то оно обеспечивает в два раза более высокую точность измерения длины волны исследуемого лазера 4, чем устройство-прототип. При этом на акустооптический дефлектор 8 радиосигнал не . по ается

Если устройство работает в режиме измерения длины волны СВЧ-сигнала, что осуществляется за счет сдвига частоты второго лазера 4 в акустооптическом дефлекторе 8, то очевидно, что оно обеспечивает такую же точ! ность измерения длины волны СВЧ-сигнала, как и в режиме измерения длины волны лазера. Поскольку длина волны лазера много «леньше длины волны СВЧсигнала, то предлагаемое устройство обеспечивает точность измерения длины волны радиосигналов, недостижимую в радиотехнических измерителях частоты. В этом режиме на акустооптический дефлектор 8 подается СВЧ-сигнал, а активная среда второго лазера 4 выбирается Hpåíòn÷Hoé активной среде эталонного лазера 1 °

Формула и з обретения