SU1095092A1 - Оптический анализатор спектра - Google Patents

Abstract

ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА , содержащий входной разветвитель сигнала, два преобразовател  сигналсвет , подключенные к выходу разветвител , один - непосредственно, а другой - через фазовращатель на Ji., и оптически св занные с преобразовател ми сигнал-свет модул тор света, выполненный в виде вращающегос  диска с многодорожечной записью опорного сигнала и диафрагмы- со щелью, систему проекции и многоканальный интегратор , отличающийс  тем, что, с целью повышени  динамического диапазона анализа, он снабжен полупрозрачным зеркалом, установленным на оптической оси анализатора , а преобразователи сигнал-свет расположены симметрично относительно модул тора света, многодорожечна  i запись на диске которого выполнена зеркально отражающим материалом. (Л со 01 о Е N5

Description

Изобретение относитс  к статистической радиофизике и предназначено дл  параллельного спектрального анализа одновременно многих электрических процессов в реальном масштабе времени. Известны оптические анализаторы спектра с пространственным накоплением , которые содержат на входе многокана/ibHoe запоминакицее устройство в виде электронно-лучевой трубки с пам тью. Механически перестраиваемый эталон, который может быть выполнен , например, в виде оптической решетки вращакицейс  относительно щелевой диафрагмы, котора  в свою очередь, сканируетс  по каналам анализа . Фотоприемником в таких анализа торах чаще всего  вл етс  одноканаль ньй преобразователь свет - электриче кий сигнал t1. Недостатками анализаторов такого типа  вл ютс  низка  скорость анализа за счет механизма перестройки эталона и ограниченный динамический диапазон анализа. Наиболее близким к изобретению по техническому решению  вл етс  анализатор, который содержит разветвитель сигнала, двухлучевую электронно-лучевую трубку, фазовращатель, четыре пол ризатора, модул тор све .. та, систему проекции и видикон в качестве многоканального интегратора. Модул тор света представл ет собой диафрагму с двум  щел ми и вращающийс  диск с многодорожечной записью опорного сигнала. Щели в диафрагме установлены так, что изменение прозрачности диска в той и другой щел х на радиусах одинаковой длины противо фазно 2. Недостатком этого анализатора  вл етс  то, что дл  формировани  эталонной функции используютс  разные участки диска модул тора света. След ствием этого  вл ютс  высокие требовани  к точности его изготовлени , так как степень компенсации посто нной составл кндей и отклика на посто нную составл ющую зависит от точности выполнени  щелевых диафрагм и точности взаимного расположени  диафрагм и записи эталонной функции. Это приводит к снижению динамического диапазона анализа. Целью изобретени   вл етс  повышение динамического диапазона анализа . Поставленна  цель достигаетс  тем, что оптический анализатор спектра , содержайчийвходной разветвитель сигнала, два преобразовател  сигналсвет , подключенные к выходу разветвител , один - непосредственно, а другой - через фазовращатель наЗГ, и оптически св занные с преобразовател ми сигнал-свет модул тор света, выполненный в виде вращающегос  диска с многодорожечной записью опорного сигнала и диафрагмы со щелью, систему проекции и многоканальный интегратор, снабжен полупрозрачным зеркалом, установленным на оптической оси анаизатора , а преобразователи скгналсвет расположены симметрично относиельно модул тора света, многодороечна  запись на диске которого выолнена зеркальнр отражающим материаНа чертеже представлена структурна  схема оптического анализатора спектра. Анализатор содержит входной разветвитель 1 сигнала, один из выходов которого соединен с преобразователем 2 сигнал-свет. Другой выход разветвител  1 через фазовращатель 3 на ЗГ соединен с преобразователем А сигнал-свет. Фазовращатель 3 обеспечивает сдвиг фазы исследуемого процесса наЗГ. В качестве преобразователей 2 и 4 сигнал-свет использованы электроннолучевые трубки с  ркостньм вводом сигнала. , С преобразовател ми 2 и 4 оптич ски св заны модул тор 5 света с диафрагмой 6 со щелью, полупрозрачное зеркало 7, система 8 проекции и многоканалы ый интегратор 9. Преобразователи 2 и 4 расположены симметрично относительно модул тора 5 света. Модул тор 5 включает в себ  вращающийс  диск из прозрачного материа .ра с многодорожечной записью опорного сигнала и диафрагму 6 с пр моугольной щелШ). Многодорожечна  запись опбрного сигнала на диске модул тора 5 выполнена зеркально отражающим свет материалом, например . хромом . Знак + или - в опорном сигнале определ етс  работой диска модул тора 5 на пропускание или отражение . . Система 8 проекции состоит из набора сферических и цилиндрических

линз и обеспечивает проекцию на многоканальный интегратор 9 по координате У - преобразователей 2 и 4 и по координате X - модул тора 5.

В качестве многоканального интегратора 9 использован видикон (или матрица ПЗС).

Оптический анализатор спектра работает следующим образом.

Каждый .исследуемьй процесс с выхода разветвител  1 поступает на преобразователь 2 непосредственно, а на преобразователь 4 - через фазовращатель 3. Преобразователи 2 и 4 обеспечивают преобразование всех исследуемых процессов в изменение интенсивности световых потоков.

При этом калсдому из исследуемых процессов соответствует свое место вдоль координаты У преобразователей 2 и 4. i

Система 8 через модул тор 5, диафрагму 6 и полупрозрачное зеркало 7 обеспечивает проекцию по координате У преобразовател  2, а по координате X - модул тора 5 на многоканальный интегратор 9. При помощи модул тора 5 осуществл етс  перемножение . интенсивности светового потока с выхода преобразовател  2 с соответствующим опорным сигналом, записанным на модул торе 5.

Одновременно световой поток с преобразовател  4 проходит через полупрозрачное зеркало 7, отражаетс  от выделенных диафрагмой 6 зеркальных участков диска модул тора 5 и полупрозрачным зеркалом 7 направл етс  в систему 8 проекции. При помощи модул тора 5 осуществл етс  перемножение интенсивности светового потока с выхода преобразовател  4 с соответствующим опорным сигналом.

Система 8 обеспечивает проекцию по координате У преобразовател  4, а по координате X - модул тора 5 на многоканальный интегратор 9.

Вьфавнивание световых потоков на входе интегратора 9 обеспечиваетс  светофильтром, установленным между преобразователем 2 и модул тором 5 (не показан), или выбором режимов преобразователей 2 и 4.

Сигнал на выходе интегратора 9 анализатора содержит информацию о Фурье-разложении исследуемого процесса . Отклик на посто нную составл ющую на выходе анализатора отсутструет .

В предлагаемом анализаторе формирование противофазных эталонных сигналов осуществл етс  одним и тем же участком диска модул тора света. Это позвол ет свести к минимуму требовани  к точности изготовлени  элементов модул тора и точности их взаимного расположени , реализовать при этом высокую степень компенсации как отклика на посто нную составл ющую, так и самой посто нной составл ющей светового потока и обеспечить тем самым положительный эффект - спектральный анализ с широким динамическим диапазоном.

Claims (1)

1. 2. Авторское свидетельство СССР № 789872, кл. G 01 R 23/16, 1979. . ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА, содержащий входной разветвитель сигнала, два преобразователя сигнал-, свет, подключенные к выходу разветвителя, один - непосредственно, а другой - через фазовращатель наХ, и оптически связанные с преобразователями сигнал-свет модулятор света, выполненный в виде вращающегося диска с многодорожечной записью опорного сигнала и диафрагмы- со щелью, систему проекции и многоканальный интегратор, отличающийся тем, что, с целью повышения динамического диапазона анализа, он снабжен полупрозрачным зеркалом, установленным на оптической оси анализатора, а преобразователи сигнал-свет расположены симметрично относительно модулятора света, многодорожечная запись на диске которого выполнена зеркально отражающим материалом.