Акустооптический частотомер

Акустооптический частотомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в системах связи и радиопеленгдции . Цель изобретения - повышение точности измерения частоты радиосигналов. Световой луч через коллиматор, состоящий из линз 2 и 3, поступает на устройство 4 сдвиг У га Частоты сйета, на выходе которого в половине апертуры частота излучения лазера 1 смещается на величину Г2д J а вторая половина луча проходит без смещения частоты. С помощью пьезопреобразователя исследуемый радиосигнал возбуждает в звукопроводе акустооптического модулятора 5 бегущую звуковую волну. Световые лучи с частотами со и j)y + + S2p диафрагируют на этой волне и фокусируются линзой 7 на поверхность позиционно-чувствительного фотоприемника 8. Каждый из элементов позиционно-чувствительного фотоприемнис ка 8 соединен с одним из входов собт (О ветствующего фазометра 9. Измерением разности фаз между сигнала ми Оиений для диафрагировавшего и нёдиафрагирос: вавшего лучей уточняется значение частоты входного сигнала. Введение устройства 4 сдвига частоты излучения лазера и фазометров 9 позволяет повысить точность измерения ю час.тоты во всех частотных диапазонах работы акустооптических модуляа торов, от 10-метрового до 10-сантиел метрового. 1 ил. О5 СО Р5 fdbH

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 F. 23/16

РСР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фа

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3850979/24-21 (22) 04.02.85 (46) 23. 10.86. Бюл. № 39 (7 1) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Н.С.Вернигоров, А.С.Задорин и С.Н.Шарангович (53) 621.3 17.757 (088.8) (56) Белошицкий А.П. и др. Акустооптические анализаторы спектра. радиосигналов. — Зарубежная электроника, 1981, № 3, с. 51-7,0.

"Паркс", Акустооптический приемник — спектроанализатор дециметрового диапазона. — Зарубежная электроника, 1970, ¹ 12, с. 14-39. (54) АКУСТООПТИЧЕСКИЙ ЧАСТОТОМЕР (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в системах связи и радиопеленгации. Цель изобретения повышение точности измерения частоты радиосигналов. Световой луч через коллиматор, состоящий из линз 2 и 3, поступает на устройство 4 сдвиÄÄSUÄÄ 12 5636 А 1 га частоты света, на выходе которого в половине апертуры частота излучения лазера 1 смещается на величину Д, а вторая половина луча проходит без смещения частоты. С помощью пьезопреобразователя исследуемый радиосигнал возбуждает в звукопроводе акустооптического модулятора 5 бегущую звуковую волну.

Световые лучи с частотами у и со + о о

+ 52 диафрагируют:на этой волне и о

1 фокусируются линзой 7 на поверхность позиционно-чувствительного фотоприемника 8. Каждый из элементов позиционно-чувствительного фотоприемника 8 соединен с одним из входов соответствующего фазометра 9. Измерением разности фаз между сигналами иений для диафрагировавшего и недиафрагировавшего лучей уточняется значение частоты входного сигнала. Введение устройства 4 сдвига частоты излучения лазера и фазометров 9 позволяет повысить точность измерения частоты во всех частотных диапазонах работы акустооптических модуля— торов, от 10-метрового до 10-сантиметрового. 1 ил.

1265б36

Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано в системах связи и радиопелен гации.

Цель изобретения — повышение точности измерения частоты радиосиг—

Г S> Drn

= — rn — — .

rh Pd Т где Я

Г длина волны света; электрооптическая постоянная, показатель преломления для необыкновенного луча; длина кристалла электрооптического модулятора в направлении распространения света; — толщина кристалла ;

- максимальная амплитуда линейно изменяющегося напряи

1 жения, Т вЂ” время нарастания напряжения от нуля до максимального значения .

Сдвиг частоты излучения лазера в этом случае можно осуществлять в налов.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Акустооптический частотомер содержит лазер 1, коллиматор, состоящий из линз 2 и 3, устройство 4 сдвига частоты излучения лазера, акустооптический модулятор 5, пьезопреобраэователь 6, линзу 7, позиционно-чувствительный фотоприемник 8, фазометры 9, генератор 10 управляющего напряжения.

Акустооптический частотомер работает следующим образом.

Световой луч лазера 1 с помощью коллиматора, состоящего из линз 2 и 3, расширяется до размера D. Коллимированный световой луч проходит через устройство 4 сдвига частоты света, на выходе которого в половине апертуры частота излучения лазера смещается на величину 52, а вторая половина луча проходит без смещения частоты. Для сдвига частоты излучения лазера используют электро оптический модулятор с подключенным к нему генератором 10 пилообразного напряжения. Приложение к пьезокристаллу линейно изменяющегося напряжения смещает частоту прошедшего через кристалл излучения на широких пределах от десятков килогерц до единиц мегагерц путем изменения либо П, либо Т.

На акустооптический модулятор

5 падает световой луч апертурой D причем в одной половине частота из— лучения равна (д, а в другой сд +

Исследуемый радиосигнал с помощью пьезопреобраэователя 6 возбуждает в звукопровоце акустооптического модулятора 5 бегущую звуковую волну.

Световые лучи с частотами G3 и И р дифрагируют на этой волне и фокусируются линзой 7 на поверхность

15 позиционно-чувствительного фотоприемника 8. При этом распределение интенсивности света по данной поверхности имеет вид э л (х-x,) ь1= „, (нсаб(а.1 — и-х,))) (х-X ) 2 F где время

F — фокусное расстояние линзы х их — координата центра дифракционного пятна и текущая координата, отсчитываемая вдоль

30 линейки фотоприемников соответственно.

Фотоприемник играет роль полосового фильтра с центральной частотой

f и полосой g f =V/D, где V — скорость света в материале акустооптического модулятора. Отклик фотоприемника, пропорциональный интенсивности света, имеет вид

2ь|

)J

45 где и — частота входного сигнала, с — постоянная, не зависящая от частоты.

При изменении частоты входного сигнала вся дифракционная картина смещается относительно неподвижного фотоприемника, что равнозначно из менению начальной фазы сигнала биений. В то же время для недифрагиПовавшего светового луча, располоM женного на оптической оси, световое распределение остается неподвижным и фотоприемник выделяет сигнал биений с постоянной начальной фазой. (+(гр и м гР 11.

С помощью предлагаемого устройства можно повысить точность измерения частоты во всех частотных диапазонах работы акустооптических модуляторов от 10-метрового до 10сантиметрового.

Формула изобретения

1 Составитель И.Коновалов

Редактор Н.Яцола Техред М.Ходанич Корректор М.Самборская

Заказ 5657/40 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 1

Каждый из элементов позиционночувствительного фотоприемника 8 соединен с одним из входов соответ— ствующего фазометра 9, а другой вход этоГо фазометра соединен с элементом фотоприемника, расположенным на оптической оси. Измерением разности фаз между сигналами биений для дифрагировавшего и недифрагировавшего лучей уточняется значение частоты входного сигнала. Точность определяется величиной где Sq — точность измерения разности фаз сигналов биений фазометрами 9.

Величина h f=V/D представляет собой разрешающую способность акустооптического модулятора и определяет предельную точность измерения частоты в известном частотомере.

Следовательно, в данном акустооптическом частотомере достигается повышение точности в (u /Sq) раз.

Таким образом, в предлагаемом акустооптическом частотомере датчиком грубого и точного отсчета является один и тот же элемент фотоприемника, причем значение грубого отсчета частоты определяется номером фотоприемника, на котором появляется фотоэлектрический сигнал, f, =пай, где п — номер фотоприемника .

Значение точного отсчета осуществля265636 4 ется измерением разности фаз Ьц> между сигналами биений фототока для дифрагировавшего и недифрагировавшего световых лучей. Значение измеряеБ мой частоты определяется формулой

Акустооптический частотомер, содержащий последовательно располоэ

20 женные на оптической оси лазер, коллиматор, акустооптический модулятор, линзу и позиционно-чувствительный фотоприемник, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения частоты радиосигнала, между коллиматором и акустооптическим модулятором на половине световой апертуры расположено ус гройство сдвига частоты излучения

30 лазера, к элементам фотоприемника подключены фазометры, причем один из входов каждого фазометра соединен с соответствующим элементом фотоприемника, а другой вход подключен к элементу фотоприемника, расположенному на оптической оси.