SU1103262A1 - Устройство дл определени характеристической функции случайного сигнала - Google Patents

Abstract

-1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ СЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА, содержащее расположенные последовательно на одной оптической оси источник света, транспарант , сферическую линзу и регистратор , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены формирователь спектра, рассеиватель и интерферометр, при этом формирователь спектра расположен между источником света и транспарантом ,.. рассеиватель расположен за сферической линзой в плоскости, сопр женной с плоскостью транспаранта , интерферометр расположен за рассеивателем и оптически св зан с регистратором , а источник света выполнен некогерентным. 2. Устройство по п.1, о т л и чающеес  тем, что формирова- с тель спектра выполнен из последова тельно установленных на оптической (Л оси щели, сферической линзы и трехгранМой призмы.

Description

11 Изобретение относитс  к оптической вычислительной технике и может быть использовано дл  определени  характеристической функции случайных сигналов, например, при исследо вании случайных процессов в радиоэлектронике , в системах автоматичес кого управлени  и контрол  и т.д. Известно устройство, позвол ющее определ ть плотность веро тности случайного процесса, Фурье-образом которой  вл етс  характеристическа  функци . Устройство содержит последовательно установленные по ходу светового луча источник некогерентного света, транспарант с записью исследуемого сигнала, цилиндрическую линзу, щелевую диафрагму и регистратор. Лини  фокусов цилиндрической линзы совмещена с вертикальным направлением входного транспаранта , а щелева  диафрагма установлена вертикально l . Известное устройство предназначено дл  вычислени  плотности веро тности случайного процесса и не по звол ет непосредственно определить его характеристическую функцию. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому .результату  вл етс  устройс во, содержащее расположенные последовательно на одной оптической оси источник когерентного .света, трансп рант, сферическую линзу и регистратор 2 .Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность измерени  характеристической функции. Это св за но с тем, что на транспаранте записан не исследуемый сигнал, а его плотность веро тности, котора  имее погрешность в результате предварительного измерени . Наличие погрешности приводит к по влению мультипликативных шумов, существенно возрастающих в когерентной схеме. Цель изобретени  - повышение точ ности . Поставленна  цель достигаетс  те что в устройство дл  определени  характеристической функции случайно го сигнала, содержащее расположенны последовательно на одной оптической оси источник света, транспарант, сф рическую линзу и регистратор, введе ны формирователь спектра, рассеиватель и интерферометр, при этом формирователь спектра расположен между источником света и транспарантом, рассеиватель расположен за сферичес кой линзой в плоскости, сопр женной с плоскостью транспаранта, интерфер метр расположен за рассеивателем и оптически св зан с регистратором, а источник света выполнен некогерентным . . Кроме того, формирователь спектра выполнен из последовательно установленных на оптической оси щели, сферической линзы и трехгранной призмы. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит последовательно расположенные на оптической оси некогерентный источник 1 света, формирователь 2 спектра, транспарант 3, сферическую линзу 4, рассеиватель 5, интерферометр 6 и регистратор 7. Формирователь 2 спектра содержит щель 8, сферическую линзу 9 и трехгранную призму 10. Транспарант 3 выполнен в виде непрозрачного экрана с записью на нем сигнала у(х) в виде тонкой прозрачной линии. Прозрачность транспаранта 3 определ етс  соотношением llU,4)nUifi q-y(x)l , ( где П ( 1 - ограничение транспаранта по координате X . Рассеиватель 5 установлен в плоскости , сопр женной с плоскостью транспаранта 3. Ра ссеиватель 5 может быть выполнен, например, в виде матовой пластины. Согласно другому ва-, рианту исполнени рассеиватель 5 может быть выполнен в виде голографического рассеивател  с узкой диаграммой рассе ни . В качестве интерферометра б может быть использован любой двухлучевой интерферометр, например интерферометр Майкельсона. Регистратор 7 установлен на выходе интерферометра б и содержит последовательно установленные узкую щель 11, фотоприемник 12 и цифровой вольтметр 13. Фотоприемник 12 установлен с возможностью перемещени , а щель 11 ориентирована параллельно интерференционным полосам. При использовании в качестве рассеивател  5 матовой пластины в качестве фотоприемника 12 целесообразно выбрать фотоумножитель. При использовании в качестве рассеивател  5 голографического рассеивател  фотоприемником 12 может служить, например , фотодиод. Устройство работает следующим образом . При прохождении излучаемого источником 1 некогерентного света через линзу 9 и призму 10 в плоскости транспаранта 3 .формируетс  спектр источника 1 в виде горизонтальных полос. Распределение амплитуды пол  в плоскости транспаранта определ етс  соотношением P,Cx,4,z,l)-Pi-cos(, Г2)

Где PI - амплитуда

а циклическа  частота об - коэффициент пропорциональности между циклической частотой и координатой ij . Поскольку прозрачность транспаранта 3 определ етс  из соотношени  Cl циклическа  частота прошедшего через него светового сигнала измен етс  в соответствии с амплитудой сигнала 4() . Прошедший через транспарант световой сигнал определ етс  соотношением

P2(v.y.z,t P2-Sb-y Tii ° i o s)

Тг е nix)

Вследствие того, что рассеиватель 5 установлен в сопр женной с транспарантом плоскости, линза 4 формирует на нем уменьшенное изображение транспаранта 3. Пройд  через рассеиватель 5, световой сигнал

P2(i«.H- -- VPz-coe co,f tijUl t ()

поступает на вход интерферометра. На выходе интерферометра 6 формируетс  интерферограмма, переменна  составл юща  которой равна автокоррел ционной функции светового сигнала и имеет вид

( ..

il-T-t

е - Q,,.,(}

,,w,

(Л

Где - аргумент автокоррел . ционной функции; 111,{е - первый момент сигнал а j - характеристическа 

iuot/2 функци -,

А,е - масштабные коэффициенты , посто нные дл  конкретной реализации устройства.

Поскольку щель 11 фотоприемника 12 ориентирована параллельно интерференционным полосам, при перемещении фотоприемника вдоль интерферограммы с выхода вольтметра 13 снимаютс  значени  автокоррел ционной функции, по которым строитс  график характеристической функции.

Таким образом, замена когерентного 5 источника света на некогерентный и введение новых элементов - формировател  спектра, рассеивател  и интерферометра - позвол ет использовать дл  получени  характеристической функции .запись исследуемого случайного сигнала, за счет чего и повышаетс  точность измерени .

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ СЛУЧАЙНОГО СИГНАЛА, содержащее расположенные последовательно на одной оптической оси источник света, транспарант, сферическую линзу и регистра тор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены формирователь спектра, рассеиватель и интерферометр, при этом формирователь спектра расположен между источником’ света и тран' спарантомрассеиватель расположен за сферической линзой в плоскости, сопряженной с плоскостью транспаранта, интерферометр расположен за рассеивателем и оптически связан с регистратором, а источник света выполнен некогерентным.

2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что формирователь спектра выполнен из последовательно установленных на оптической оси щели, сферической линзы и трехгранйой призмы.