Оптический спектроанализатор

Оптический спектроанализатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области спектрального анализа электрических сигналов и может быть использовано в различных областях науки и техники. Цель - уменьшение времени анализа. Она достигается тем, что в оптический спектроанализатор введены цилиндрическая линза 6, светоделительное устройство 3, формирователь 4 опорного пучка, N генераторов 10, N смесителей 9, N полосовых фильтров 11, где N - число строк транспаранта 5, и сумматор 12. Изобретение позволяет сократить время сьема информации. 1 ил. (Л со о со 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 R 23/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4016140/24-21 (22) 29.12.85 (46) 30.04.87. Бюл. ¹ 16 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им.проф. M.À. БончБруевича (72) А.Ф. Бухенский, А.П. Лонский, С.В. Морозов, Т.H. Сергеенко и В.И. Яковлев (53) 621.317.757(088.8) (56) Hessel К.R. Арр1. Opt, 1974, v. 13, № 15, р. 1023-1028.

Thomas С.Е, Арр1. Opt. 1966, v. 5, № 11, р. 1782-1790. (54) ОПТИЧЕСКИЙ СПЕКТРОАНАПИЗАТОР

ЛК„1307374 А1 (57) Изобретение относится к области спектрального анализа электрических сигналов и может быть использовано в различных областях науки и техники, Цель — уменьшение времени анализа.

Она достигается тем, что в оптический спектроанализатор введены цилиндрическая линза 6, светоделительное устройство 3, формирователь 4 опорного пучка, М генераторов 10, М смесителей 9, И полосовых фильтров 11, где N — число строк транспаранта 5, и сумматор 12. Изобретение позволяет сократить время съема информации.

1 ил.

1307374 ()„=и,+(и-1) а.

Ю =U()+(n-1)ЬИ„+сад Ч

Изобретение относится к области спектрального анализа электрических сигналов и может быть использовано в различных областях науки и техники.

Цель изобретения — уменьшение 5 времени анализа за счет сокращения времени съема информации.

На чертеже изображена функциональная схема оптического анализатора, Оптический спектроанализатор содержит источник 1 света (лазера).

Выход источника 1 света (лазера) оптически связан.со входом коллиматора

2, его оптический выход связан со светоделительным устройством 3, один из выходов которого оптически связан с формирователем 4 опорного пучка, а другой — с транспарантом 5. Оптический выход транспаранта 5 связан с оптическим входом цилиндрической линзы б, выход которой оптически связан со входом сферической линзы

7, которая оптически связана с уст- ройством 8 регистрации спектра, например, в виде матрицы фотоприемников, имеющей построчную организацию вывода информации. Устройство 8 регистрации спектра оптически связано с выходом формирователя 4 опорного пучка. Каждый из N выходов матрицы 8 связан электрически с первым входом одного из N смесителей 9, второй вход каждого из которых электрически связан с выходом соответствующего иэ N генераторов 10, а выходы смеси- 35 телей 9 соединены со входом соответствующих полосовых фильтров 11, выходы которых, в свою очередь, соединены со входом сумматора 12. Выход последнего является выходом оптичес- 40 кого спектроанализатора, Оптический спектроаналиэатор работает следующим образом.

Электрический сигнал представляется в виде растра на транспаранте 5.

Световой пучок от лазера 1 поступает на коллиматор 2, формирующий плоскую волну, которая после светоделительного устройства 3 поступает на форми- 50 рователь 4 опорного пучка и освещает транспарант 5. Астигматическая пара линз 6 и 7 выполняет одновременный спектральный анализ каждого куска сигнала, представленного на отдельных строках. Опорная волна от формирователя 4 опорного пучка суммируется с сигнальной волной в плоскости матрицы 8 фотоприемников. Таким образом, параллельно формируется N пространственных спектров Я„(о„), кусков сигнала, соответствующих строкам растра транспаранта 5, в отличие от прототипа, где формируется в виде растра спектр всего сигнала (сд„ вЂ” ось пространственных частот, n = 1,2,...N).

Рассмотрим и-й канал более подробно. Интенсивность света на поверхности фотоприемника 8 и-й строки равна

1„(д„) = i Я„(и„) +е "(где принята единичная амплитуда опорной волны, а о — коэффициент пропорциональности, зависящий от угла падения опорной волны на матрицу фотоприемников.

Сигнал на выходе строки фотоприемников оказывается пропорционален интенсивности. Кроме того, при считывании 0„.становится пропорциональной времени, т. е. у r = g Чсч t гд коэффициент пропорциональности, V „— скорость считывания информации.

Тогда сигнал можно представить, как

Х„(t) = 1+jS „(g Vc t)) +

+ 2Re(Sn(g Ч t) е 1 Чсч ) В и-ом смесителе происходит перемножение с гармоническим колебанием на выходе n-ro генератора с частотой

В результате на выходе смесителя, имеем:

I>e„x (t) = costè,t+(n-1) йи t) (1+

+! S„(g Чсч ) +2 f S„(g V„ t)J

x cos.(oC g Vcq t + gn (g Vcu t)))> где с „,g Ч „ t ) — фазовый спектр и-го куска сигнала, и -й паласовой фичьтр настроенный на частоту

Следовательно, сигнал на его входе можно представить, как

1„() = 2Re(S„(g

)(сдо+с6у V cqt (п. ) Г)

«Чсч t) e е

1307374

Формула изобретения

1(QО+ Ч Vcêì () = 2Re e " QS„(g A=1 (-»ьи

xV t)e сч аи= g V„„.ò

1 (l) = 2Re (S(g

j (0+ V«><

xV „t)e

Составитель И.Коновалов.

Техред Л.Сердюкова

Редактор A.Ðåâèí

Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 1628/45

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

На выходе всех других N-1 фильт— ров одновременно с этим сигналом формируются подобные ему сигналы.

Поэтому на выходе сумматора результирующий сигнал равен 5

Для того чтобы сумма соответствовала спектру всего сигнала S(), состоящего из N отрезков, необходимо выбрать частоту Ьи из условия 15 где Т вЂ” длительность отрезка сигнала записанного на одной строке. 20

Тогда.Таким образом, преимуществом предлагаемого оптического спектроанализатора (по сравнению с известным) яв- 30 ляется возможность уменьшения времени съема информации до времени съема одной строки, Оптический спектроанализатор,содержащий расположенные на одной оптической оси и оптически связанные источник света,коллиматор,транспарант с записанным в виде растра сигналом, сферическую линзу и устройство регистрации спектра, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени анализа, в него введены цилиндрическая линза, светоделительное устройство, формирователь опорного пучка, N генераторов, N смесителей, N полосовых фильтров, где N — число строк транспаранта, и сумматор, при этом цилиндрическая линза установлена перед сферической линзой, светоделительное устройство расположено между коллиматором и транспарантом, а формирователь опорного пучка с одной стороны оптически связан со светоделительным устройством, а с другой стороны — с устройством регистрации спектра, имеющим N параллельных выходов, которые электрически связаны с первыми входами N смесителей, вторые входы которых электрически связаны с выходами N генераторов, а выходы смесителей через соответствующие полосовые фильтры электрически связаны с входами сумматора, выход которого является выходом устройства.