Устройство для определения частотной характеристики фотоприемников

Устройство для определения частотной характеристики фотоприемников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социапистическин

Республик

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 960548 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26 ..03. 81 (21) 3269694/й-25 (51)M. Кл..

С 01 J 1/44 с присоединением заявки М— (23)Приоритет .

3Ьнуднрстинны6 квинтет

СССР ню двлни нзобретеннй и втнрытнй

Опубликовано 23. 09. 82. Бюллетень: №:35 »

Дата опубликования о пи с а н йя 2 6 . О 9 82 .. (53} УД1(535.241 (088. 8) I (S4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ФОТОПРИЕМНИКОВ

Изобретение относится к фотометрии и может быть использовано при создании систем для определения ко. эффициента передачи фотоприемников в широкой полосе частот.

Известно устройство, содержащее источник излучения, оптически. свя,занный с оптоэлектронным модулятором и фотоприемником, выход которого соединен с регистратором 31 ).

Недостаток известного устрой-. ства - низкая точность измерений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является уст- . ройство для определения частотной характеристики фотоприемников, содержащее источник излучения, оптически связанный через оптоэлектронный модулятор с фотоприемником, генератор и регистратор (2 ). zo

В укаэанном устройстве частотная зависимость коэффициента передачи фотоприемника определяется путем внешней модуляции оптического излучения, - „-.::.,; д, .

Г Шмат,ин "А" К " сман сигналом, подаваемым на электрический вход модулятора и регистрацией продетектированного оптического сигнала на входе фотоприемника. При этом с выхода генератора поочередно подается сигнал в заданной полосе частот, определяемой предельной частотой коэффициента передачи фотоприемника.

Недостатком устройства является невысокая точность определения частотной зависимости коэффициента передачи, вызванная низкой стабильностью уровня отсчета. Для получения полной информации о частотной зависимости коэффициента передачи испытуемого фотоприемника с выхода генератора на электрический вход оптоэлектронного модулятора необхоимо поочеред-! но подавать сигналы в широком диапазоне частот: от области, прилегающей к нулевой, до граничной частоты коэффициента. передачи фотоприемника, которая может составлять единицы гигагерц. При .этом для сохране960548 ния одного и того же уровня отсчета необходимо во всем диапазоне поддержйвать 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 Порядка 10 и хуже, первое условие в указанном устройстве не выполняется. Следует отметить, что все генераторы обеспечивают определенную стабильность выходного напряжения только в случае постоянства характеристического сопро- тивления 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 значительно увеличивается, поэтому при нестабильности выходного сигнала reе нератора 10г-ная глубина модуляции. в оптическом сигнале на различных частотах может изменяться на 303 и более.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет стабилизации уровня отсчета. Для достижения указанной цели в устройство для определения частотной характеристики фотоприемников, co" .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

Синхронизирующий вход генератора 7 зо соединен с генератором 5 пилообразного напряжения, выход которого соединен с управляющим входом усилителя с регулируемым коэффициентом усиления 6, сигнальный вход которого сое35 динен с генератором 7, а выход - с электрическим входом оптоэлектронного модулятора 2. Регистратор 9 соединен с электрическим входом оптоэлектронного модулятора 2 через клю о чевув схему 8.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с генератора 7 через усилитель 6 с регулируемым коэффициен45 том 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 входе оптоэлектронного модулятора 2 и, соответственно, глубина модуляции в оптическом сигнале. Оптический сигнал, продетектированный фотоприем5

20 одним и через интегратор — с другим входами измерителя 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 4, генератор 5 пилообразного напряжения, усилитель 6 с регулируемым коэффициентом усиления, генератор 7, ключевую схему 8, регистратор 9, дифференцирующую 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 4 и дифференцирующей схемы 10. Выход интегратора 4 и дифференцирующей схемы 10 соединены соответственно с первым и вторым входами измерителя ll отношений, выход которого соединен с управляющим входом ключевой схемы 8.

5 9605 ником 3, подается одновременно на интегратор 4 и дифференцирующую схему 10. Интегратор 4 выделяет сигнал, соответствующий среднему значению модулированного сигнала в оптическом 5 канале. Поскольку среднее значение за период сигнала, подаваемого на опто— электронный модулятор 2 с генератора

7, равно нулю, а рабочая точка модулятора находится на середине линейного участка характеристики, напряжение на выходе интегратора 4 зависит только от чувствительности фотоприем- . ника 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 дифферен- 25 цирующей схемы 10, сигнал же на вы ходе интегратора 4 остается постоянным, таким образом, непрерывно меняется соотношение сигналов, подаваемых на входы измерителя ll от- щ ношений. 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 временного окна, который открывает ключ 8, и величина сигнала подаваемого на электрический вход оптоэлектронного модулятора 2 и значением его частоты фиксируются регистратором 9.

В следующем такте работы устройства частота сигнала на выходе генератора 7 изменяется и вновь изменяется глубина модуляции в оптическом канале. Если коэффициент передачи фотоприемника на частоте о отличен от. коэффициента передачи.на частоте ыо, для достижения прежней величины отношения сигналов на выходах интегратора 4 и дифференцирующей схемы 10 потребуется другое значение глубины модуляции и, соответственно, уровня сигнала на электрическом входе оптоэлектронного модулятора 2.

5S

Как только это отношение достигает заданного значения (на частоте м ), по сигналу измерителя 11 отношений 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 коэффициента 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 составляющей 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 оптоэлектронного модулятора принудительно изменяется в определенных пределах и фиксируется его значение, 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, измерений за счет стабилизации уровня отсчета, введены генератор пилообразного напряжения, усилитель с регулируемым коэф7 960548 8 фициентом усиления, интегратор, диф- одним и через интегратор — с другим ференцирующая схема, измеритель от- входами измерителя отношений, выношений и ключевая схема, причем син- ход которого соединен с управляющим хронизирующий выход генератора соеди- входом ключевой схемы, сигнальный нен с генератором пилообразного на- вход которой соединен с электричеспряжения, выход которого подключен к ким входом оптоэлектронного модуляуправляющему входу усилителя с pery- тора, а выход - с регистратором. лируемым коэффициентом усиления, вход Источники информации, которого соединен с сигнальным выхо- принятые во внимание при экспертизе дом генератьра, а выход - с электри- 10 1, Авторское свидетельство СССР ческим входом оптоэлектронного мо- " 706710, кл. G 01 J 1/44; 1979. дулятора, выход фотоприемника через 2. ГОСТ 17772-79, И., 1979 (продифференцирующую схему соединен с тотип}, Ф

Ф

1 ч ° °

Составитель С. Чурбаков

Редактор А. Козориз Техред М, Надь Корректор 8. Бутяга т

Заказ 7249/46 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 11"35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4