SU1129545A1

SU1129545A1 - Spectrum analyzer

Info

Publication number: SU1129545A1
Application number: SU833589202A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Елисеев; Сергей Владиславович Грачев
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова /Ленина/
Priority date: 1983-05-06
Filing date: 1983-05-06
Publication date: 1984-12-15

Abstract

1. АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА, содержащий оптически св занные источник когерентного света, коллиматор, фокусир5Пощую линзу, первый и второй акустооптические модул торы, пьезопреобразователи которых соединены с выходом первого генератора линейно частотно-модулированного сигнала первую сферическую линзу, третий акустооптический модул тор, пьезопреобразователь которого соединен с выходом второго генератора линёйно-частотно-модулированного сигнала, четвертый акустооптический модул тор , пьезопреобразователь которого . соединен с выходом коммутатора, вторую сферическую линзу, за которой расположен фотоприемник, причем третий и четвертый акустооптический модул торы расположены в задней фокальной плоскости -первой сферической ,линзы и в передней фокальной плоскости второй сферичеркой линзы . н развернуты вокруг оптической оси на 90&deg;по отношению к первому и вто рому акустооптическим модул торам а также синхронизатор, вход которого соединен с входом коммутатора, первьй выход синхронизатора подсоединен ,к входам первого и второго генераторов линейно-частотно-модулированных сигналов, а второй - с запускающим входом фртоприемника- и управл ющим входом коммутатора, о т л и ч а ющ и и с тем, что, с цепью повышени точности, злементы анализатора размещены в одном оптическом канале причем первый и второй акустооптические модул торы объединены в пару, при этом их пьезопреобразователи расположены на противоположных гран х акустооптических модул торов, а центры третьего и четвертого акустооптических модул торов расположены на оси,перпендикул рной к плоскости пьезопреобразователей , первого и второго акустооптических модул торов в проти воположные от оптической оси сторо : : ны, рассто ние между которыми удовсо сд летвор ет соотношению S - f - « см V СП где fjjp - средн частота в полосе частот первого линейно- частотно-модулированного сигнала; Fj - фокусное рассто ние первой сферической линзы; Я - длина волны света; V - скорость ультразвуковых волн в первом и втором акустооптических модул торах .1. A SPECTRUM ANALYZER containing an optically coupled coherent light source, a collimator, a focusing lens. the output of the second generator of a linear-frequency-modulated signal, the fourth acousto-optic modulator, whose piezoelectric transducer. connected to the output of the switch, the second spherical lens, behind which the photodetector is located, the third and fourth acousto-optic modulators are located in the rear focal plane — the first spherical lens, and in the front focal plane by the second lens spherical layer. n are rotated around the optical axis 90 ° amp; with respect to the first and second acousto-optic modulators as well as the synchronizer, whose input is connected to the input of the switch, the first output of the synchronizer is connected to the inputs of the first and second generators of linear frequency-modulated signals, and the second - with the trigger input of the receiver and the control input of the switch, is also due to the fact that, with a circuit for improving accuracy, the elements of the analyzer are located in the same optical channel, the first and second acousto-optic meters The pulleys are paired, while their piezo transducers are located on opposite faces of acousto-optic modulators, and the centers of the third and fourth acousto-optic modulators are located on an axis perpendicular to the plane of the piezo transducers, the first and second acousto-optic modulators opposite to the optical axis of the side :: are, the distance between which satisfies the relation S - f - cm V SP where fjjp is the average frequency in the frequency band of the first linear frequency modulated signal; Fj is the focal distance of the first spherical lens; I am the wavelength of light; V is the velocity of ultrasonic waves in the first and second acousto-optic modulators.

Description

причем пьезопреобразователи третьего и четвертого акустооптических модул торов расположены на их одноимённых гран х,moreover, the piezoelectric transducers of the third and fourth acousto-optic modulators are located on their faces of the same name,

2, Анализатор по п. 1, отличающийс тем, что синхронизатор содержит элемент дифференцировани , вход которого вл етс вхо1295452, the analyzer according to claim 1, wherein the synchronizer contains a differentiation element, the input of which is input 129545

дом синхронизатора., а выход соединен с входом первого ждущего мультивибратора , выход которого вл етс первым выходом синхронизатора, и через второй ждущий мультивибратор- с входом третьего ждущего мультивибратора , вькод которого вл етс вторым выходом синхронизатора.synchronizer house, and the output is connected to the input of the first standby multivibrator, the output of which is the first synchronizer output, and through the second standby multivibrator to the input of the third standby multivibrator, whose code is the second output of the synchronizer.

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл определени спектров сигналов в радиосистемах в реальном масштабе времени.The invention relates to a measurement technique and can be used to determine the spectra of signals in radio systems in real time.

Известен двумерный акустооптический анализатор спектра с пространственным интегрированием, содержащий источник когерентного света, коллиматор , фокусирующую линзу, акустооптический модул тор, линзу пр мого преобразовани Фурье, дефлектор, линзу обратного преобразовани Фурье, пространственно-временной модул тор света типа PROM, источник считывающего светового пучка сферическую линзу, фотоприемник 1.A two-dimensional acousto-optic spectrum analyzer with spatial integration is known, containing a source of coherent light, a collimator, a focusing lens, an acousto-optic modulator, a direct Fourier transform lens, a deflector, an inverse Fourier transform lens, a spatial-time modulator of PROM type light, a spherical reading light source. lens, photodetector 1.

Недостатками известного устройства вл ютс большие трудности при построении системы адресации светово го пучка и отсутствие достаточно качественного и доступного двумерного пространственно-временного модул тора света.The disadvantages of the known device are the great difficulties in constructing the system of addressing the light beam and the lack of a sufficiently high-quality and affordable two-dimensional space-time light modulator.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс анализатор спектра, содержащий источник когерентного света, светоделитель, зеркала и линзы дл образовани двух коллимированных световых пучков., соответствующих двум оптическим каналам. Один оптический канал включает первую фокусирующую линзу, первьш акустооптический модул тор, пьезопреобразователь которого соединен с выходом первого генератора ЛЧМ сигналаj первую сферическую линзу второй акустооптический модул тор, пьезопреобразователь которого соединен с выходом второго генератора линейно-частотно-модулированного сигнала, вторую сферическую линзу, а другой - вторую фокусирующую линзу, третий акустооптический модул тор, пьезопреобразозатель которого соединен с выходом входного коммутатора, третью сферическую линзу , четвертый акустооптический модул тор , пьезопреобразователь которого соединен с выходом первого генератора линейно-частотно-модулированного сигнала, четвертую и п тую сферические линзы, расположенные последовательно , а также синхронизатор , причем световые пучки первого и второго каналов сход тс на фотоприемнике 2}.Closest to the present invention is a spectrum analyzer containing a source of coherent light, a beam splitter, mirrors and lenses to form two collimated light beams corresponding to two optical channels. One optical channel includes the first focusing lens, the first acousto-optic modulator, the piezotransducer of which is connected to the output of the first generator of the chirp signal j, the first spherical lens of the second acousto-optic modulator, the piezotransducer of which is connected to the output of the second generator of the linear frequency-modulated signal, the second spherical lens, and the other - the second focusing lens, the third acousto-optic modulator, the piezo transducer of which is connected to the output of the input switch, the third spherical a fourth lens, the fourth acousto-optic modulator, whose piezotransducer is connected to the output of the first linear frequency-modulated signal generator, the fourth and fifth spherical lenses arranged in series, as well as a synchronizer, the light beams of the first and second channels converging on the photodetector 2}.

Недостатком данного спектроанализатора вл етс то, что его схема построена по принципу регистрации голограмм с внеосевым опорным пучком и вследствие этого недостаточна точность из-за увеличенного отношени сигнал/щум.The disadvantage of this spectrum analyzer is that its scheme is based on the principle of recording holograms with an off-axis reference beam and, as a result, insufficient accuracy due to the increased signal-to-sound ratio.

Цель изобретени - повьщтение точности .The purpose of the invention is to increase accuracy.

Цель изобретени достигаетс тем, что в анализаторе спектра, содержащем оптически св занные источник когерентного света/, коллиматор, фокусирующую линзу, йервый и второй акустооптические модул торы, пьезопреобразователи которых соединены с выходом первого генератора линейночастотно-модулированного сигнала, первую сферическую линзу, третий акустооптический модул тор, пьезопреобразователь которого соединен с выходом второго генератора линейно-частотно-модулированного сигналй., четвертый акустооптический модул тор пьезопреобразователь которого соединен с выходом коммутатора, вторую сферическую линзу, за которой расположен фотоприемник, причем третий и четвертый акустооптический модул торы расположены в задней фокальной плоскости первой сферической линзы и в передней фокальной плоскости второй сферической линзы и развернуты вокруг оптической оси на The purpose of the invention is achieved by the fact that in a spectrum analyzer containing optically coupled coherent light source /, collimator, focusing lens, first and second acousto-optic modulators, piezo transducers of which are connected to the output of the first linear frequency-modulated signal generator, the first spherical lens, the third acousto-optical module a torus, a piezotransducer of which is connected to the output of a second linear-frequency-modulated signal generator., the fourth acousto-optic modulator of a piezo transform the detector of which is connected to the switch output, the second spherical lens, behind which the photodetector is located, the third and fourth acousto-optic modulators are located in the rear focal plane of the first spherical lens and in the front focal plane of the second spherical lens and are deployed around the optical axis on

отношению к первому и второму акустооптическим модул торам, а также синхронизатор , вход которого соединен с входом коммутатора, первый выход синхронизатора подсоединен к входам первого и второго генераторов линейно-частотно-модулированных сигналов, а второй - с запускающим входом фотоприемника и управл ющим входом коммутатора , элементы анализатора размещены в одном оптическом канале, причем первьй и второй акустооптические модул торы объединены в пару, при этом их пьезОпреобразователи расположены на противоположных гран х акустооптических модул торов, а центры третьего и четвертого акустооптических модул торов расположены на оси, перпендикул рной к плоскости пьезопреобразователей первого и второго акустооптических модул торов в противоположные от оптической оси стЬроны, рассто ние между которьми удовлетвор ет, соотношениюrelative to the first and second acousto-optic modulators, as well as the synchronizer, whose input is connected to the switch input, the first synchronizer output is connected to the inputs of the first and second generators of linear-frequency-modulated signals, and the second to the trigger input of the photodetector and the control input of the switch, the analyzer elements are placed in one optical channel, with the first and second acousto-optic modulators paired up, while their piezotransducers are located on opposite faces of the acus oopticheskih modulators, and centers of the third and fourth acousto-optical modulators arranged on the axis perpendicular to the plane of the transducers of the first and second acousto-optic modulators in opposite strony from the optical axis, the distance between kotormi satisfies, the relation

F i F i

У.. f. -cp 2 VDo .. f. -cp 2 V

где fwhere f

- средн частота в полосе - average frequency in the band

cp частот первого линейночастотно-модулированного сигнала; F, - фокусное рассто ние первойcp frequency of the first linear frequency modulated signal; F, is the focal distance of the first

л l

сферической линзы; spherical lens;

длина волны света; light wavelength;

V скорость ультразвуковых волн в первом и втором акустооптических модул торах ,V speed of ultrasonic waves in the first and second acousto-optic modulators,

причем пьезопреобразователи третьего и четвертого акустооптических модул торов расположены на их одноименных гран х.the piezoelectric transducers of the third and fourth acousto-optic modulators are located on their edges of the same name.

Кроме того, синхронизатор содержит элемент дифференцировани , вход которого вл етс входом синхронизатора , а выход соединен с входом первого ждущего мультивибратора, выход которого вл етс первым выходом синхронизатора , и через второй ждущий мультивибратор - с входом третьего ждущего мультивибратора, выход которого вл етс вторым выходом синхронизатора .In addition, the synchronizer contains a differentiation element whose input is the synchronizer input, and the output is connected to the input of the first standby multivibrator, the output of which is the first output of the synchronizer, and through the second standby multivibrator to the input of the third standby multivibrator, the output of which is the second output synchronizer.

На фиг. J представлена схема анализатора спектра; на фиг. 2 - блоксхема синхронизатора; на фиг. 3 временные диаграммы, по сн ющие временной режим работы анализатора.FIG. J presents a spectrum analyzer circuit; in fig. 2 - synchronizer block diagram; in fig. 3 time diagrams explaining the analyzer time mode.

Анализатор спектра содержит (фиг. 1) оптически св занные источники когерентного света 1, коллиматор 2, фокусирующую линзу 3 с фокусным рассто нием F , первый и второй акустические модул торы 4 и 5, объединенные в пару так, что их пьезопреобразователи 6 и 7 соответственно расположены на противоположных гран х и соединены с выходом первого генератора 8 линейно-частотномодулированного сигнала, первую сферическую линзу 9 с фокусным рассто нием Fj , третий и четвертый кустооптические модул торы 10 и 11, причем центры последних смещены вдол оси у в противоположные от оптической оси стороны на рассто ниеThe spectrum analyzer contains (Fig. 1) optically coupled coherent light sources 1, collimator 2, focusing lens 3 with focal length F, first and second acoustic modulators 4 and 5, paired so that their piezo transducers 6 and 7, respectively located on opposite faces and connected to the output of the first generator 8 of a linear-frequency-modulated signal, the first spherical lens 9 with a focal length Fj, the third and fourth hinge-optical modulators 10 and 11, the centers of the latter being shifted to the y axis opposite sides of the optical axis

у „, F - , которое соответствуетy „, F - which corresponds to

положению плюс первого и минус первого дифракционных пор дков от акустооптических модул торов 4 и 5. Кроме того, третий и четвертый модул то .ры 10 и 11 развернуты вокруг оптической оси устройства на отношению к модул торам 4 и ,5, а их пьезопреобразователи 12 и 13 соответственно размещены на одноименных гран х акустооптических модул торов. Пьезопреобразователь 12 третьего модул тора 10 соединен с выходом второго генератора 14 линейно-частотно-модули- рованного сигнала, а пьезопреобразователь 13 чертвертого модул тора 11 соединен с выходом коммутатора 15. После модул торов 10 и 11 на оптической оси устройства последовательно расположены втора сферическа линза 16 с фокусным рассто нием F, и фотоприемник 17. Выход фотоприемника служит выходом спектроанализатора Кроме того, анализатор спектра имеет синхронизатор 18j вход которого соединен с сигнальным входом коммутатора 15, первый-выход - с запускающими входами первого и второго генераторов 8 и 14.линейно-частотно-модулированных сигналов, второй выход - с запускающим входом фотоприемника 17 и управл ющим входом коммутатора 15. Синхронизатор 18 (фиг. 2) содержит элемент дифференцировани 19, вход которого вл етс входом синхронизатора 18, а выход соединен с входами 511 первого и второго ждущих мультивибр торов 20 и 21. Выход первого ждущег мультивибратора 20 вл етс первым выходом синхронизатора, а выход вто рого ждущего мультивибратора 21 соединен с входом третьего ждущего мультивибратора 22, выход которого вл етс вторым выходом синхронизат ра. Устройство работает следующим образом. Пусть в момент времени на вход анализатора спектра поступает анализируемый сигнал 23 (фиг. 3) u(t)a(t)cos tUot4-4(t) , где 0) fjj; fo, a(t), 4(t) - несуща частота, законы амплитудной и фазовой моду л ции сигнала 23 соответственно . При этом сигнал 23 поступает на вхо коммутатора 15, который не пропуска ет сигнал 23 на пьезопреобразова тель 13. Одновременно сигнал 23 поступает на вход синхронизатора 18 в котором элемент дифференцировани 19 формирует сигнал 24, соответ ствующий переднему фронту анализиру мого сигнала 23. Сигнал 24 запускае ждущие мультивибраторы 20 и 21. Мультивибратор 20 формирует сигнал длительностью T4-4L/V, где Т - длительность анализируемой выборки сигнала, 2L - размер апертуры модул тора. Сигнал 25 поступает с первого выхода синхронизатора 18 на запускающие входы первого и второго генераторов 8,14 линейно-частотно-модулированных сигналов. Генераторы 8 и 14 работают в ждущем режиме и, пока на их запускающие входы поступает сигнал 25, генерируют сигналы. При этом с выхода йервого генератора 8 на пье зопреобразователь 6 модул тора 4 и на пьезопреобразов тель 7 модул тора 5 постзгаает сигнал со скоростью изменени частоты -у, а с выкода второго генератора 14 на пьезопреобразователь 12 модул тора 10 поступает периодический ли ёйно-частотно-модулированный сигнал с периодом 2L/V и скоростью изменени частоты у2« Пьезопреобразователи 6, 7 и 12 преобразуют электрические сигналы в акустические волны, распро стран ющиес в модул торах 4,5 и 10 соответственно. Мультивибратор 21 формирует импульс 26 длительностью 2L/V, по заднему фронту которого запускаетс мультивибратор 22. К моменту времени 2L/V апертуры модул торов 4,5 и 10 полностью заполнены акустическими волнами и готовы к выполнению алгоритма преобразовани Фурье.. Мультивибратор 22 формирует сигнал 27 длительностью Т, которьй со второго выхода синхронизатора 18 поступает на управл ющий вход коммутатора 15 и на запускающий вход фотоприемника 17. При этом в течение времени Т коммутатор 15 пропускает сигнал 23 на пьезопреобразователь 13, который преобразует его в акустическую волну, распростран ющуюс в модул торе 11, а фотоприемник 17 осуществл ет накопление до момента времени T+4L/V,. Световой пучок от источника 1 расшир етс коллиматором 2 и фокусируетс линзой 3 на апертуру модул торов 4 и 5. Свет дифрагирует на акустических волнах в модул торах 4 и 5. Линза 9 осуществл ет пространственное преобразование Фурье над световым распределением в выходной плоскости модул торов 5 и фокусирует его на апертуры модул торов 10 и 11, которые помещены в област х расположени первых дифракционных пор дков от модул торов 4 и 5. Далее свет дифрагирует на акустических волнах в модул торах 10 и 11. Линза 16 осзпцествл ет пространственное преобразование Фурье над световым распределением в выходной плоскости модул торов 10 и 11 и фокусирует первый дифракционный пор док от модул торов 10 и 11 на апертуру фотоприемника 17. Фотоприемник 17 осуществл ет накопление зар да в соответствии с распределением интенсивности света., падающего на его апертуру. С момента времени T+2L/V окончани действи сигнала 27 на управл ющий вход коммутатора 13 последний не пропускает еигнал 23 на пьезопреобразователь 13. В момент времени T+4L/V сигнал 25 перестает воздействовать на генераторы 8 и 14 и линейно-частотно-мод лированные сигналы более не генерируютс . С момента времени T+4L/V до момента (Т+4Ь/У)+Тсц, где I f-n - врем считьгоани зар да фотоприемника, с фотоприемника 17 выводитс сигнал 28 UebijiCt), содержащий радиочастотную составл ющую. 11 промодулированную по амплитуде аютлитудным , а по фазе - фазовым спект рами сигнала 23 U(t). Изобретение позвол ет увеличить отношение сигнал/помеха в выходном сигнале акустооптического анализато ра спектра с пространственным и вре менным интегрированием и упрощает оптическую часть его схемы. Вибрации оптических элементов схемы привод т к по влению множител : где П - произведение по индексу к В - ухудшение видности (глубины модул ции) полезной сое тавл ющей в распределении зар да, определ емое вибра цией к-го элемента оптичес кой схемы; ,2,3,. Амплитуда полезной составл ющей зар да в схеме прототипа по сравнению с предлагаемой схемой из-за нал чи зеркал в первой из них значительно меньше. Дл практической реа лизации схемы с двум оптическими пут ми необходимо 4-6 зеркал. Возьмем минимальное число 4, Дл к-Го зеркала В имеет вид: (а2ЯЬ/Л)/, где Io(z) - функци Бессел нулевого пор дка; 8 а - посто нный коэффициент ( ); b - амплитуда колебаний. Производ т вычислени дл , , , получим: П«0,063. Таким образом полезна составл юща накопленного на фотоприемнике зар да дл схемы прототипа в 16 раз меньше, чем дл схемы анализатора спектра по изобретению. При этом не учитывалось вли ние вибрации линз, которых у схемы прототипа в 2 раза больше, а также уменьшение амплитуды полезной составл ющей зар да за счет возможного наличи разности хода световых пучков в двух оптических каналах. Так как помехова составл юща зар да в обеих схемах одинакова , то, следовательно, отношение сигнал/помеха в выходном сигнале предлагаемого анализатора спектра более чем,в 16 раз выше, чем в схеме анализатора-прототипа. Предлагаемый анализатор спектра, сочета широкую полосу анализа и высокое разрешение по частоте, вл етс наиболее перспективньм в классе акустооптических анализаторов спектра и позвол ет эффективно решать задачу широкополосного спектрального анализа сигналов в реальном времв ни с высоким разрешением.position plus the first and minus first diffraction orders from acousto-optic modulators 4 and 5. In addition, the third and fourth modules 10 and 11 are deployed around the optical axis of the device with respect to the modulators 4 and 5, and their piezoelectric transducers 12 and 13, respectively, are placed on the same faces of acousto-optic modulators. The piezoelectric transducer 12 of the third modulator 10 is connected to the output of the second generator 14 of a linear-frequency-modulated signal, and the piezoelectric converter 13 of the fourth modulator 11 is connected to the output of the switch 15. After the modulators 10 and 11, a second spherical lens 16 is arranged in series on the optical axis of the device with a focal distance F, and a photodetector 17. The photodetector output serves as a spectrum analyzer output. In addition, the spectrum analyzer has a synchronizer 18j whose input is connected to the signal input of the switch 15, th output - with the trigger inputs of the first and second generators 8 and 14. linear-frequency-modulated signals, the second output - with the trigger input of the photodetector 17 and the control input of the switch 15. The synchronizer 18 (Fig. 2) contains a differentiation element 19, the input which is the input of the synchronizer 18, and the output is connected to the inputs 511 of the first and second waiting multivibrators 20 and 21. The output of the first waiting multivibrator 20 is the first output of the synchronizer, and the output of the second waiting multivibrator 21 is connected to the input of the third waiting Multivibrator 22, the output of which is the second synchronizer output. The device works as follows. Let the analyzed signal 23 (Fig. 3) u (t) a (t) cos tUot4-4 (t), where 0) fj; fo, a (t), 4 (t) is the carrier frequency, the laws of amplitude and phase modulation of signal 23, respectively. The signal 23 is fed to the input of the switch 15, which does not pass the signal 23 to the piezoelectric transducer 13. At the same time, the signal 23 is fed to the input of the synchronizer 18 in which the differentiation element 19 generates a signal 24 corresponding to the leading edge of the analyzed signal 23. The start signal 24 waiting multivibrators 20 and 21. Multivibrator 20 generates a signal of duration T4-4L / V, where T is the duration of the analyzed signal sample, 2L is the size of the modulator aperture. The signal 25 is supplied from the first output of the synchronizer 18 to the trigger inputs of the first and second generators 8,14 linear-frequency-modulated signals. The generators 8 and 14 operate in standby mode and, while a signal 25 arrives at their trigger inputs, they generate signals. At the same time, from the output of the first generator 8 to the piezoelectric transducer 6 of the modulator 4 and to the piezoelectric transducer 7 of the modulator 5, a signal is sent at the frequency change rate –y, and from the output of the second generator 14 to the piezoelectric transducer 12 of the modulator 10 the periodic frequency-frequency modulated signal with a period of 2L / V and a rate of change of the frequency of y2 "Piezo transducers 6, 7, and 12 convert electrical signals into acoustic waves propagating in the modulators 4.5 and 10, respectively. Multivibrator 21 generates a pulse 26 of 2L / V duration, on the falling edge of which multivibrator 22 is launched. By the time 2L / V, the apertures of the modulators 4.5 and 10 are completely filled with acoustic waves and are ready for the Fourier transform algorithm. The Multivibrator 22 generates a signal 27 duration T, which from the second output of the synchronizer 18 is fed to the control input of the switch 15 and to the trigger input of the photodetector 17. During this time, the switch 15 passes the signal 23 to the piezoelectric transducer 13, which transforms expands it into an acoustic wave propagating in modulator 11, and photodetector 17 accumulates up to time point T + 4L / V. The light beam from source 1 is expanded by collimator 2 and focused by lens 3 on the aperture of modulators 4 and 5. Light diffracts on acoustic waves in modulators 4 and 5. Lens 9 performs spatial Fourier transform on the light distribution in the output plane of modulators 5 and focuses it on the apertures of the modulators 10 and 11, which are placed in the regions of the first diffraction order from the modulators 4 and 5. Then the light diffracts on acoustic waves in the modulators 10 and 11. The lens 16 makes spatial Fourier's formation over the light distribution in the output plane of the modulators 10 and 11 and focuses the first diffraction order from the modulators 10 and 11 onto the aperture of the photodetector 17. The photodetector 17 accumulates charge in accordance with the distribution of the light intensity incident on its aperture. From the time point T + 2L / V the end of action of the signal 27 on the control input of the switch 13, the latter does not pass its signal 23 on the piezoelectric transducer 13. At the time point T + 4L / V, the signal 25 ceases to affect the generators 8 and 14 and the linear frequency-frequency mode the lighted signals are no longer generated. From the time T + 4L / V to the time (T + 4L / Y) + TSC, where I f-n is the time at which the charge of the photodetector is charged, the signal 28 UebijiCt) containing the radio frequency component is output from the photoreceiver 17. 11 modulated by amplitude is amplitude, and in phase by phase spectra of the signal 23 U (t). The invention makes it possible to increase the signal-to-noise ratio in the output signal of an acousto-optical spectrum analyzer with spatial and temporal integration and simplifies the optical part of its circuit. The vibrations of the optical elements of the circuit lead to the appearance of a multiplier: where P is the product by index to B is the deterioration of the visibility (depth of modulation) of the useful component in the charge distribution determined by the vibration of the k-th element of the optical circuit; , 2,3 ,. The amplitude of the useful component of charge in the prototype circuit as compared with the proposed circuit due to the presence of mirrors in the first one is much smaller. For practical implementation of a circuit with two optical paths, 4–6 mirrors are necessary. Let us take the minimal number 4, For the C-Go mirror B has the form: (a2LA / L) /, where Io (z) is the Bessel function of zero order; 8 а - constant coefficient (); b is the amplitude of oscillations. Perform calculations for,,, we get: P "0.063. Thus, the useful component of the charge accumulated at the photodetector for the prototype circuit is 16 times less than for the spectrum analyzer circuit of the invention. This did not take into account the effect of the vibration of the lenses, which are twice as large in the prototype circuit, as well as the decrease in the amplitude of the useful charge component due to the possible presence of the path difference of the light beams in the two optical channels. Since the noise component of the charge in both schemes is the same, then the signal-to-noise ratio in the output signal of the proposed spectrum analyzer is more than 16 times higher than in the prototype analyzer circuit. The proposed spectrum analyzer, combining a wide band analysis and high frequency resolution, is the most promising in the class of acousto-optic spectrum analyzers and can effectively solve the problem of wideband spectral analysis of signals in real time with high resolution.

Claims

1. A SPECTRUM ANALYZER containing optically coupled coherent light source, a collimator, a focusing lens, first and second acousto-optic modulators whose piezoelectric transducers are connected to the output of the first linear-frequency-modulated signal generator, a first spherical lens, and a third acousto-optic modulator whose piezoelectric transducer is connected to the output of the second generator of a linearly-frequency-modulated signal, the fourth acousto-optical modulator, the piezoelectric transducer of which is connected to the output of utatora, a second spherical lens, behind which is a photodetector, said third and fourth acousto-optical modulators are arranged in the back focal plane of the spherical -First .linzy in the front focal plane of the second spherical lens. and rotated around the optical axis by 90 ° with respect to the first and second acousto-optical modulators * as well as a synchronizer, the input of which is connected to the input of the switch, the first output of the synchronizer is connected to the inputs of the first and second generators of linear-frequency-modulated signals, and the second - with trigger input of the photodetector and control input of the switch, characterized in that, in order to improve accuracy, the analyzer elements are placed in one optical channel, the first and second acousto-optical modulators combined are paired, while their pieoelectric transducers are located on opposite faces of the acousto-optic modulators, and the centers of the third and fourth acousto-optic modulators are located on the axis perpendicular to the plane of the pye-> transducers, the first and second 'acousto-optic modulators opposite to the optical axis **: , the distance between which satisfies the relation • 'СМ ^х Wed ^τ 2 V where f _cp is the average frequency in the frequency band of the first linear-frequency-modulated signal;

F ₂ is the focal length of the first spherical lens; Λ is the wavelength of light;

V is the speed of ultrasonic waves in the first and second acousto-optic modulators, and the piezoelectric transducers of the third and fourth acousto-optic modulators are located on their faces of the same name.

2. The analyzer in π. 1, characterized in that the synchronizer contains a differentiation element, the input of which is the input of the synchronizer., And the output is connected to the input of the first standby multivibrator, the output of which is the first output of the synchronizer ·, and through the second standby multivibrator with the input of the third waiting multivibrator, the output of which is the second synchronizer output.