SU1355939A1 - Acoustical spectrum analyser - Google Patents
Acoustical spectrum analyser Download PDFInfo
- Publication number
- SU1355939A1 SU1355939A1 SU864021659A SU4021659A SU1355939A1 SU 1355939 A1 SU1355939 A1 SU 1355939A1 SU 864021659 A SU864021659 A SU 864021659A SU 4021659 A SU4021659 A SU 4021659A SU 1355939 A1 SU1355939 A1 SU 1355939A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- register
- inputs
- control
- input
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к оптической обработке информации и может быть использовано в системах радиолокации , диагностики плазмы, радиоастрономии дл анализа спектров бы- строизмен ющихс сигналов. Целью изобретени вл етс повышение быстродействи акустооптического спект- роанализатора. Устройство содержит источник 1 когерентного света - лазер , формирователь 2 светового пучка, акустооптический модул тор 3, усилитель 4, интегрирующую линзу 5, много- элементньй фотоприемник 6 на приборах с зар дной св зью, блок 7 аналоговой обработки, непрозрачный экран с (Л дThe invention relates to optical information processing and can be used in radar systems, plasma diagnostics, radio astronomy for analyzing the spectra of rapidly changing signals. The aim of the invention is to increase the speed of an acousto-optical spectrum analyzer. The device contains a source of coherent light 1 — a laser, a beam shaper 2, an acousto-optic modulator 3, an amplifier 4, an integrating lens 5, a multi-element photodetector 6 on devices with charge coupling, an analog processing unit 7, an opaque screen c (L d
Description
8, имеющий отверстие, оптический, затвор 9, высокочастотный ключ 10, блок 11 однотипных кольцевых регистраторов , блок 12 однотипных таймеров, унифицированную магистраль 13 ЭВМ, кольцевые регистры 14-16, генератор 17 тактовых импульсов, таймерные модули 18-20, преобразователь 21 уровней.8, having an aperture, optical, shutter 9, high-frequency key 10, unit 11 of the same type ring recorders, unit 12 of the same type timers, unified main line 13 of the computer, ring registers 14-16, generator 17 clock pulses, timer modules 18-20, converter 21 levels .
Изобретение относитс к оптической обработке информации и может быть применено в системах радиолокации, диагностики плазмы, радиоастрономии дл анализа спектров быстроизмен ющих- с сигналов.The invention relates to optical information processing and can be applied in radar systems, plasma diagnostics, radio astronomy for the analysis of rapidly changing spectra from signals.
Целью изобретени вл етс повы- шение быстродействи акустооптичес- кого спектроанализатора.The aim of the invention is to improve the speed of the acousto-optic spectrum analyzer.
На фиг. 1 представлена функциональна схема спектроанализатора; на фиг, 2 - временные диаграммы, по сн ющие управление электрическим ключом и оптическим затвором; на фиг. 3 - структурна схема таймерно- го модул ; на фиг. 4 - структурна схема кольцевого регистра; на фиг. 5 - схема временной структуры управл ющего кадра.FIG. 1 shows a functional diagram of the spectrum analyzer; Fig. 2 shows timing diagrams explaining the control of the electric key and the optical shutter; in fig. 3 is a block diagram of a timer module; in fig. 4 is a block diagram of a ring register; in fig. 5 is a schematic diagram of a control frame time structure.
Функциональна схема спектроанализатора (фиг. 1) содержит источник 1 когеретного света - лазер, формирователь 2 светового пучка, акустооп- тический модул тор (АОМ) 3, усйли-г таль (У) 4, интегрирующую линзу (1Ш) 5, многоэламентный фотоприемник 6 на приборах с зар довой св зью (ПЗС), блок 7 аналоговой обработки (БАО), непрозрачный экран 8 с отверстием (Д) оптический затвор (3)9, высокочастотный ключ (КП) 10, блок 14 однотипных кольцевых регистров (БКР), блок 12 однотипных таймерных модулей (БТМ), унифицированную магистраль ЭВМ 13, кольцевые регистры (КР) 14- 16, генератор 17 тактовых импульсов (ГТН), таймерные модули 18-20 (ТМ), преобразователь 21 уровней (ПУ).The functional diagram of the spectrum analyzer (Fig. 1) contains a source of coherent light 1 — a laser, a beam shaper 2, an acousto-optic modulator (AOM) 3, a pulse (U) 4, an integrating lens (1Sh) 5, a multi-lane photodetector 6 on devices with charge coupling (CCD), block 7 analog processing (BAO), opaque screen 8 with a hole (D) optical shutter (3) 9, high-frequency key (CS) 10, block 14 of the same type of registers (BKR), block 12 of the same type of timer modules (BTM), unified main line of computer 13, ring registers (CR) 14-16, g generator of clock pulses 17 (HHP), timer modules 18-20 (TM), the inverter 21 levels (PU).
Лазер 1 вл етс источником света в оптической системе. ФормировательLaser 1 is the light source in the optical system. Shaper
тк ниьй .mk niy
13559391355939
Формирователь 2 пучк.а служит дл со г- ласовани геометрических размеров лазерного луча и звукопровода акусто- оптического модул тора 3. Алгоритм функционировани устройства и временные диаграммы, по сн ющие его работу, привод тс в описании изобретени , 2 з.п, ф-лы, 5 ил.The beamformer 2 is used to align the geometric dimensions of the laser beam and the acoustic duct of the acousto-optical modulator 3. The algorithm of the operation of the device and timing diagrams explaining its operation are given in the description of the invention, 2 hp, f- ly, 5 Il.
пучка 2 служит дл согласовани геометрических размеров лазерного луча и зпукопровода АОМ 3. ИЛ 5 выполн ет .преобразование Фурье падающего на нее светового распределени . АОМ 3 вл етс устройством ввода сигналов в оптическую систему. В вьгходной плоскости ИЛ 5 .помещена матрица ПЗС 6, служаща устройством вывода сигналов из оптической системы. Вплотную к ней размещена диафрагма Д 8, оставл юща открытой только одну строку матрицы . Затвор 9 и ключ 10 служат дл стробировани светового и электрического сигналов соответственно. Элементы устройства 1, 9, 2, 3, 58и 6 соединены между собой оптически и расположены последовательно. Вход АОМ 3 электрически соединен с усилителем 4, увеличивающим мощность электрических сигналов. Аналоговый выход ПЗС фотоприемника 6 электрически соединен с БАО 7, необходимым дл усилени амплитуды сигналов. Электрические входы ПЗС фотоприемника 6 че- рез преобразователь уровней св заны с выходами устройства управлени , которое состоит из двух частей: операционного БЮ 11 и управл ющего БТМ 12. ;БКР формирует импульсные последовательности , необходимые дл функционировани ПЗС матрицы 6, затвора 9 оптического квантового генератора (ла- зера) ключа 10 на входе усилител 4. ,БТИ 12 формирует заданную, внутрикадро- вую структуру управл ющих импульсов Ф, поступающих в БКР 11, и осуществл ет подсчет числа импульсов фаз II на счетных выходах БКР. Оба блока по информационно-адресным входам св заны с унифицированной магистралью ЭВМ 13.beam 2 serves to match the geometrical dimensions of the laser beam and the AOM 3 lumen. The IL 5 performs the Fourier transform of the light distribution incident on it. The AOM 3 is a signal input device to the optical system. An IL 5 matrix is placed in the output plane of the IL 5. It serves as a device for outputting signals from the optical system. Close to it is placed the diaphragm D 8, leaving only one row of the matrix open. The shutter 9 and the key 10 serve for gating the light and electric signals, respectively. The elements of the device 1, 9, 2, 3, 58 and 6 are interconnected optically and are arranged in series. The AOM 3 input is electrically connected to an amplifier 4, which increases the power of the electrical signals. The analog output of the CCD of the photodetector 6 is electrically connected to the BAO 7, which is necessary to amplify the amplitude of the signals. The electrical inputs of the CCD of the photodetector 6 through the level converter are connected to the outputs of the control unit, which consists of two parts: the operating unit 11 and the control BTM 12. The TBC generates the pulse sequences necessary for the operation of the CCD array 6, the optical quantum generator 9 (laser) key 10 at the input of the amplifier 4. The BTI 12 forms a predetermined, intraframe structure of control pulses Φ supplied to the RBB 11, and counts the number of phase II pulses at the CDR counting outputs. Both units are connected to the unified computer main line 13 by information and address inputs.
БТМ 12 представл ет собой однородную структуру из q однотипных таймер- ных модулей (Tlfj-TMa) 18-20, причем выход запуска УП; i-ro ТИ соединен с i-ми входами запуска-блокировки всех ТМ блока.BTM 12 is a homogeneous structure of q of the same type of timer modules (Tlfj-TMa) 18–20, with the output of the start of the UE; The i-ro TI is connected to the i-th inputs of the start-lock of all TM blocks.
БКР 11 состоит из р однотипных модулей кольцевых регистров (КР - КРр) 14-16, причем фазные выходы через преобразователь уровней 21 соединены с электродами фаз ПЗС-матрицы 6, затвором 9 лазера 1, ключом 10, входы синхронизации К соединены с выходом ГТН 17. Счетный выход П.; j-ro К блока кольцевых регистров 11 соединен со всеми j-ми счетными входами таймерных модулей БТМ, а выход управлени i-ro Til БТМ 12 подключен ко всем i-M входам управлени кольцевых регистров БКР 11..BKR 11 consists of p modules of the same type annular registers (CU - KPC) 14-16, and the phase outputs through the level converter 21 are connected to the electrodes of the phases of the CCD 6, gate 9 of laser 1, key 10, synchronization inputs K are connected to the output of the GTH 17 Counting output P .; j-ro To the ring register unit 11 is connected to all the j-counting inputs of the BTM timer modules, and the i-ro Til control output of the BTM 12 is connected to all the i-M control inputs of the BKR ring registers 11 ..
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Анализируемый сигнал усиливаетс усилителем 4 и поступает на АОМ 3, освещаемый когерентным световым лучом лазера 1, сформированным формц- рователем 2. Интегрирующа линза 5 выполн ет преобразование Фурье по двум координатам. В выходной плоское- ти устройства распределение амплитуды оптического пол вдоль направлени , параллельного направлению распространени ультразвука в звукопроводе АОМ, пропорционально, мгновенному спектру входного сигнала. Этот оптический сигнал преобразуетс в электрический путем накоплени зар дов за врем t в одной строке матрицы ПЗС 6, котора расположена за отверстием в экране 8. Дл того, чтобы накоп- пление зар дов осуществл лось только в одной строке матрицы, геометричес-. кие размеры отверсти и непрозрачном экране В должны совпадать с геомет- рическими размерами строки матрицы 6 Кроме того, параметры АОМ и матрицы ПЗС определ ют фокусное рассто ние интегрирующей линзы в плоскости оптическа ось - направление распрост- ранени ультразвука в звукопроводе АОМ. Размер рабочего пол L в выходной плоскости вдоль направлени распространени ультразвука равенThe analyzed signal is amplified by the amplifier 4 and fed to the AOM 3, illuminated by a coherent light beam of the laser 1 formed by the shaping unit 2. The integrating lens 5 performs the Fourier transform in two coordinates. In the output plane of the device, the distribution of the amplitude of the optical field along a direction parallel to the direction of propagation of ultrasound in the flux tube of the AOM is proportional to the instantaneous spectrum of the input signal. This optical signal is converted into an electrical one by accumulating charges for the time t in one row of the CCD 6 matrix, which is located behind the hole in the screen 8. To accumulate the charges only in one row of the matrix, geometrically. The dimensions of the aperture and the opaque screen B must coincide with the geometrical dimensions of the row of the matrix 6 In addition, the parameters of the AOM and the CCD matrix determine the focal distance of the integrating lens in the optical axis plane — the direction of propagation of ultrasound in the AOM sump. The size of the working field L in the output plane along the direction of propagation of ultrasound is equal to
Т - i.FT - i.F
L - -g- F,,L - -g- F ,,
где А - длина волны света.лазера; й - полоса частот AOMjwhere A is the wavelength of the light laser; st - frequency band AOMj
F - фокусное рассто ние интегрирующей линзы в данной плоскости; , S - скорость звука в материалеF is the focal distance of the integrating lens in this plane; , S - the speed of sound in the material
звукопровода.zvukoprovod.
Дл оптимального использовани элементов строки матрицы ПЗС необходимо , чтобыIn order to optimally use the elements of the row of the CCD matrix, it is necessary that
L М-а,L Ma,
где М - число элементов в строке марицы;where M is the number of elements in the maritsa line;
а - размер одного элемента матрцы вдоль строки.and - the size of one element matresses along the line.
Элементы строки используютс достаточно оптимально, когдаLine items are optimally used when
L (0,9...1) Ma,L (0.9 ... 1) Ma,
где 0,9...1 - коэффициент использовани . Следовательно, фокусное рассто ние 1Ш 5 в плоскости оптическа ось - направление распространени - ультразвука в звукопроводе АОМ должно удовлетвор ть соотношениюwhere 0.9 ... 1 is the utilization factor. Consequently, the focal distance 1W 5 in the plane of the optical axis — the direction of propagation — of ultrasound in the AOM duct must satisfy the relation
()Ма§ t.() Mag. T.
(1)(one)
Размер G распределени интенсивности света в выходной плоскости вдоль направлени , перпендикул рного направлению распространени ультразвука, определ етс из выражени The size G of the intensity distribution of light in the output plane along a direction perpendicular to the direction of ultrasound propagation is determined from the expression
. .
где d - ширина звукового столба вwhere d is the width of the sound pole in
звукопроводе АОМ; Fj- фокусное рассто ние линзы 5AOM sound conduit; Fj is the focal length of the lens 5
в плоскости, перпендикул рноin a plane, perpendicular
направлению распространени direction of distribution
ультразвука.ultrasound.
Дл того, чтобы G не превосходил размер одного элемента матрицы в направлении , перпендикул рном направлению распространени ультразвука, необходимо , чтобы выполн лось условиеIn order for G not to exceed the size of a single element of the matrix in the direction perpendicular to the direction of ultrasound propagation, it is necessary that the condition
bdbd
2 (1...2)2 (1 ... 2)
(2)(2)
где. 1... 2 - коэффициент пропорциональности;Where. 1 ... 2 - proportionality factor;
b - размер одного элемента матрицы поперек строки. Из формул (1) и (2) легко получить, что при при реальных значени х ширины звукового столба F, Р.b - the size of one element of the matrix across the line. From formulas (1) and (2) it is easy to obtain that, with real values of the width of the sound column F, P.
В качестве ИЛ 5 удобно использовать анаморфотную систему с F, V .As IL 5 it is convenient to use an anamorphic system with F, V.
После накоплени зар дов в одной строке матрицы в течение промежутка времени IT зар довый рельеф, пропорциональный мощности спектра входного сигнала, переноситс в соседнюю строку . Снова регистрируетс спектральна характеристика входного сигнала в течение следующего промежутка времени 1. , После этого зар довый рельеф матрицы ПЗС сдвигаетс еще на одну строку и т.д. Таким образом можно молучить спектральные характеристики к временных промежутков длительностью Г, где к - полное число строк в матрице.After accumulating charges in one row of the matrix for a period of time IT, the charge relief proportional to the power of the spectrum of the input signal is transferred to the next row. The spectral characteristic of the input signal is again recorded during the next time interval 1. After that, the charging relief of the CCD matrix is shifted by another row, and so on. Thus, it is possible to break down the spectral characteristics of k time intervals of duration G, where k is the total number of rows in the matrix.
Соседние анализируемые промежутки и разделены между собой временным интервалом о, необходимым дл переноса зар дов на один элемент вдоль столбца. Минимальна величина «того интервала определ етс тактовой частотой считывани f и равнаNeighboring intervals are analyzed and are separated by a time interval o, necessary for transferring charges to one element along the column. The minimum value of "that interval is determined by the read clock frequency f and is equal to
1/f. 1 / f.
Величину времени накоплени Zr можно сделать сколько угодно малой. Фактически она ограничиваетс снизу требуемой величиной частотного разрешени й минThe accumulation time of Zr can be made any small. In fact, it is limited from below by the required frequency resolution min
б b
Если €„ fIf € „f
1one
V- , т.е. врем накоплени равно времени переноса, то в строках матрицы будет накапливатьс зар до- вьш рельеф, соответствующий спетраль ным характеристикам участков сигнала отсто щих друг от друга на величину, обратную тактовой частоте. Причем информаци о спектре входного сигнала усредн етс за это же врем , равное 1/f. Характеризующее быстродействие прототипа врем усреднени Т N/f, где N - число считываемых элементов в линейном фотоприемнике прототипа, т.е. в данном устройстве врем усреднени в N раз меньше времени Т усреднени в устройстве-прототипе. Следовательно, быстродействие данног устройства вьше, чем быстродействие прототипа при одинаковых тактовых частотах опроса в число раз равное числу элементов в линейном фотоприемнике устройства-прототипа. V-, i.e. the accumulation time is equal to the transfer time, then in the rows of the matrix will accumulate the charge-relief, corresponding to the spectral characteristics of the parts of the signal that are spaced apart by the reciprocal of the clock frequency. Moreover, the information about the input signal spectrum is averaged over the same time, equal to 1 / f. Characterizing the speed of the prototype, the averaging time T N / f, where N is the number of readable elements in the linear photodetector of the prototype, i.e. in this device, the averaging time is N times less than the averaging time T in the prototype device. Therefore, the speed of this device is higher than the speed of the prototype with the same sampling clock frequencies equal to the number of elements in the linear photodetector of the prototype device.
После заполнени заданного числа строк матрицы зар довыми пакетами, содержащими информацию об энергети- ческих спектрах отрезков входного сигнала, осуществл етс их вывод через сдвиговый регистр. На вывод всей информации затрачиваетс врем (Мк)/ /f, после чего устройство готового кAfter filling a specified number of rows of the matrix with charge packets containing information about the energy spectra of the input signal segments, they are output through the shift register. Time (Mk) / / f is spent on the output of all information, after which the device is ready for
новому циклу измерений. Из зтого следует , что устройство способно анализировать спектр входного сигнала с высоким быстродействием в течение некоторого отрезка времени, равногоnew measurement cycle. From this it follows that the device is able to analyze the spectrum of the input signal with high speed for a certain period of time equal to
сГ + )к, с последующей паузой, рав- ной (Мк)/. sg +) k, followed by a pause equal to (Mk) /.
Иногда необходимо проводить спектральный анализ при с « .Sometimes it is necessary to conduct a spectral analysis with a ".
На фиг. ,а показан уровень мощности выходного сигнала, а штриховкой отмечены промежутки времени, в которые необходимо измер ть спектр входного сигнала. Сигнальна или шумова составл ющие, поступающие на фотоприемник в промежутках Т,, привод т кFIG. , and the power level of the output signal is shown, and hatching marks the time intervals at which the spectrum of the input signal is to be measured. Signal or noise components arriving at the photodetector in the gaps T ,, cause
снижению динамического диапазона устройства . Дл устранени шумовых составл ющих по радиоканалу во входной информационной цепи установлен электрический ключ 10, отключающий Ug от АОМ на врем Т. Дл устранени шумовой составл ющей по оптическому каналу между лазером и формирователем луча установлен оптический затвор 9 (например, электрооптический). Причем оптический затвор 9 должен открыватьс одновременно с электрическим ключом 10 и закрыватьс позже электрического ключа на врем reduce the dynamic range of the device. To eliminate noise components over the radio channel, an electrical switch 10 is installed in the input information circuit, disconnecting the Ug from the AOM for a time T. To eliminate the noise component via the optical channel, an optical shutter 9 (for example, electro-optical) is installed between the laser and the beamformer. Moreover, the optical shutter 9 should open simultaneously with the electric key 10 and close after the electric key for a while.
-г: 2-g: 2
0 50 5
где D - апертура АОМ.where D is the AOM aperture.
Така задержка необходима дл того,Such a delay is necessary in order
g чтобы спектральные- составл юш 1е накапливались в фотоприемнике все врем , пока анализируемый сигнал находитс в апертуре АОМ. Импульсы управлени электрическим ключом Unnp,,g so that the spectral components are accumulated in the photodetector as long as the analyzed signal is in the AOM aperture. Impulses control electric key Unnp
„ и оптическим затвором Uapp показаны на фиг. 26, в соответственно. Открывает устройство высокий уровень. Максимальное быстродействие спекроанали- затора достигаетс при с Ти 1/f.And the optical shutter Uapp are shown in FIG. 26, respectively. Opens the device high level. The maximum speed of the spectroanalyzer is achieved with c Ti 1 / f.
5 Устройство управлени акустоопти- ческого спектроанализатора выполн ет следующие функции: формирует программируемую внутрикадровую импульсную последовательность фазных напр жений5 The acousto-optic spectrum analyzer control unit performs the following functions: it forms a programmable intraframe pulse sequence of phase voltages.
элемента 26 (ЛЭ2;) в соответствии сelement 26 (LE2;) in accordance with
| его функцией выхода| its exit function
V . V.
,JJ
К TO
ПЗС-матрицы; программно управл ет излучением лазера|.управл ет электрон- ньм высокочастотным ключом на входе спектроанализатора.gCCD; software controls the laser radiation | controls the electron with a high-frequency key at the input of the spectrum analyzer.
Устройство управлени выполнено в виде двух блоков: блока 11 кольцевых регистров и блока 12 таймерных модулей.The control unit is made in the form of two blocks: the block of 11 ring registers and the block of 12 timer modules.
БТМ 12 представл ет собой однород- 10 нуго структуру из q однотипных таймерных модулей 18-20. Внутренн структура i-ro таймерного модул (ТМ) раскрыта на фиг, 3, где программируемый счетчик (ПС;) 22 осуществл ет подсчет 15 магистралью ЭВМ 13. Таким образомBTM 12 is a uniform-10 structure from q of the same type of timer modules 18-20. The internal structure of the i-ro timer module (TM) is disclosed in FIG. 3, where a programmable counter (PS;) 22 counts 15 by the main line 13. Thus
где т - управл ющие импульсы блокаwhere t - block control pulses
таймерных модулей; - совокупность q логических программно задаваемых на информационных выходах реги стра управлени констант.timer modules; - a set of q logical software-defined at the information outputs of the constants control register.
По информационно-адресным входам PC;By information-address inputs PC;
и РУ2; св заны с унифицированнойand RU2; associated with unified
импульсов на выходе М; логического элемента (ЛЭГ;) 23 при разрешающем уровне сигнала на управл ющем выходе Ф; ЛЭ1 , Логический элемент 23 i-ro TTl реализует следующие логические функции от сигналов на счетных входах П,,..Пр, входах запуска (блокировки УП,...УПл) и информационных входах oi, j6 , у :pulses at the output of M; logic element (LEG;) 23 at the resolving signal level at the control output F; LE1, Logic Element 23 i-ro TTl implements the following logic functions from the signals at the counting inputs P ,, .. Pr, start inputs (blocking UE, ... UPL) and information inputs oi, j6, y:
-ГГПк «: .,-GGPk ":.,
-(zivn.pvy(,r)/- (zivn.pvy (, r) /
где р - число модулей кольцевыхwhere p is the number of ring modules
регистров в БКР 11; q - число таймерных модулей в БТМ 12; значени логических константregisters in BKR 11; q is the number of timer modules in BTM 12; values of logical constants
.MfV.Mfv
обеспечиваетс программное управление кольцевым регистром.software control of the ring register is provided.
Структура управл ющего кадра, не- оходима дл функционировани акустоThe control frame structure is necessary for the operation of acoustics
20 оптического спектроанализа в режиме анализа энергетических спектров радиосигналов (отрезков радиосигналов ) с высоким временньм разрешением схематически представлена на фиг. 520 optical spectrum analysis in the mode of analysis of the energy spectra of radio signals (segments of radio signals) with a high time resolution is schematically presented in FIG. five
25 и может быть условно разбита на три цикла: I - накопление спектральной информации об анализируемых входных сигналах; II - вывод информации чере сдвиговый регистр; III - очистка мат25 and can be conditionally divided into three cycles: I - the accumulation of spectral information about the analyzed input signals; II - information output through the shift register; III - cleaning mat
30 рицы перед следующим кадром.30 wits before the next frame.
На фиг. 5 показаны импульсные последовательности фаз секций накоплени (Ф) и хранени (Ф), Фаз сдвигового регистра (Фр) и импульсы сброFIG. 5 shows the pulse sequences of the phases of the accumulation (F) and storage (F) sections, the phases of the shift register (Фр) and the drop pulses.
на информационных выходах ре- 35 () , формируемые БКР 11, кромеon the information output of the re-35 (), formed by the BKR 11, except
гистра управлени 24 (РУ1р.control hub 24 (RU1r.
Включение логического элемента 23 совместно с регистром управлени 24 позвол ет реализовать управл емый запуск-блокировку i-ro ТМ и осуществл ть коммутацию произвольного счетного выхода БКР с произвольным счетным входом БТМ, что необходимо дл оперативной перестройки режима функционировани спектроанализатора. Дл осуществлени программного управлени таймерным модулем РУ1 24 и ПС; 22 по информационно-адресным входам св заны с унифицированной магистральюЭВМ13Switching on the logic element 23 together with the control register 24 allows realizing the controlled start-blocking of the i-ro TM and switching an arbitrary counting output to the RBM with an arbitrary counting input BTM, which is necessary for the operative reorganization of the functioning mode of the spectrum analyzer. To implement software control of the timer module RU1 24 and PS; 22 information and address inputs are connected with a unified computer line 13
ВКР 11 состоит из р однотипных модулей, также образующих однородную структуру кольцевых регистров 14-16. :Внутренн структура j-ro КР изображена на фиг. 4, где регистр сдвига 25 (РС) формирует последовательность перекрывающихс фазных напр жений на входах преобразовател уровней 21. Запуск-блокировка PC; осуществл етс с помощью логическогоWRC 11 consists of p modules of the same type, which also form the homogeneous structure of ring registers 14-16. : The internal structure of the j-ro KR is shown in FIG. 4, where the shift register 25 (PC) generates a sequence of overlapping phase voltages at the inputs of the level converter 21. Start-lock PC; implemented using a logical
4040
того,показана импульсна последовательность пауз ( Г ), устанавливающа временное, разрешение устройства- с. Поскольку в матрицах ПЗС управлен трехфахное, Ф, Ф, Ф. представл ют собой комбинацию трех сдвинутых по фазе напр жений кажда .In addition, an impulse sequence of pauses (D) is shown, which establishes a temporary resolution of the device. Since in the CCDs, the three-phase control, F, F, F control is a combination of three phase-shifted voltages each.
В начале I цикла устройство уп- равлени формирует напр жени , пере jg мещающие зар ды вдоль столбцов с частотой 1/(Т + Tj). В этой части кадра формируютс последовательности Фц, Фх, о„. Кроме того, здесь формируютс Uupp.Kft и Uunp.-ij показанныеAt the beginning of the first cycle, the control device generates voltages transferring jg charges along the columns with a frequency of 1 / (T + Tj). In this part of the frame, the sequences Fz, Fh, o "are formed. In addition, Uupp.Kft and Uunp.-ij are shown here.
gQ на фиг. 2, где изображена только эта часть кадра. Во II цикле накопленные в строках зар ды последовательно сдвигаютс в регистр сдвига и вывод тс из него. Здесь требуетс форми Фк, Фо, PvES. Причем посл Ф,gQ in FIG. 2, where only this part of the frame is shown. In cycle II, the charges accumulated in the rows are successively shifted to the shift register and output from it. This requires the formation of FC, Fo, PvES. And the last F,
gg рование Фц,gg
X fX f
одного импульса Ф, Ф вырабатываютс последовательности М импульсов Фр и RES. В III цикле в заключительной части кадра непрерьшно вырабатыэлемента 26 (ЛЭ2;) в a single pulse F, F are produced by a sequence of M pulses FR and RES. In the third cycle in the final part of the frame, the continuous production of the element 26 (LE2;) in
| его функцией выхода| its exit function
V . V.
магистралью ЭВМ 13. Таким образомmainline computer 13. Thus
где т - управл ющие импульсы блокаwhere t - block control pulses
таймерных модулей; - совокупность q логических программно задаваемых на информационных выходах регистра управлени констант.timer modules; - a set of q logical software defined by the information outputs of the register of control constants.
По информационно-адресным входам PC;By information-address inputs PC;
и РУ2; св заны с унифицированнойand RU2; associated with unified
магистралью ЭВМ 13. Таким образомmainline computer 13. Thus
обеспечиваетс программное управление кольцевым регистром.software control of the ring register is provided.
Структура управл ющего кадра, не- оходима дл функционировани акустооптического спектроанализа в режиме анализа энергетических спектров радиосигналов (отрезков радиосигналов ) с высоким временньм разрешением, схематически представлена на фиг. 5The structure of the control frame, which is necessary for the operation of acousto-optic spectroanalysis in the mode of analyzing the energy spectra of radio signals (segments of radio signals) with a high time resolution, is schematically represented in FIG. five
и может быть условно разбита на три цикла: I - накопление спектральной информации об анализируемых входных сигналах; II - вывод информации через сдвиговый регистр; III - очистка матрицы перед следующим кадром.and it can be conditionally divided into three cycles: I - accumulation of spectral information about the analyzed input signals; II - information output through the shift register; III - cleaning the matrix before the next frame.
На фиг. 5 показаны импульсные последовательности фаз секций накоплени (Ф) и хранени (Ф), Фаз сдвигового регистра (Фр) и импульсы сбро () , формируемые БКР 11, кромеFIG. 5 shows the pulse sequences of the phases of the accumulation (F) and storage (F) sections, the phases of the shift register (FR) and the harsh () pulses generated by the BKR 11, except
того,показана импульсна последовательность пауз ( Г ), устанавливающа временное, разрешение устройства- с. Поскольку в матрицах ПЗС управление трехфахное, Ф, Ф, Ф. представл ют собой комбинацию трех сдвинутых по фазе напр жений кажда .In addition, an impulse sequence of pauses (D) is shown, which establishes a temporary resolution of the device. Since, in a CCD, the three-phase control, F, F, F is a combination of three phase-shifted voltages each.
В начале I цикла устройство уп- . равлени формирует напр жени , перемещающие зар ды вдоль столбцов с частотой 1/(Т + Tj). В этой части кадра формируютс последовательности Фц, Фх, о„. Кроме того, здесь формируютс Uupp.Kft и Uunp.-ij показанныеAt the beginning of the first cycle, the device up. This formula generates voltages that move charges along columns with a frequency of 1 / (T + Tj). In this part of the frame, the sequences Fz, Fh, o "are formed. In addition, Uupp.Kft and Uunp.-ij are shown here.
на фиг. 2, где изображена только эта часть кадра. Во II цикле накопленные в строках зар ды последовательно сдвигаютс в регистр сдвига и вывод тс из него. Здесь требуетс форми- Фк, Фо, PvES. Причем после Ф,in fig. 2, where only this part of the frame is shown. In cycle II, the charges accumulated in the rows are successively shifted to the shift register and output from it. This requires Form-FC, Fo, PvES. And after f,
рование Фц,FSC,
X fX f
одного импульса Ф, Ф вырабатываютс последовательности М импульсов Фр и RES. В III цикле в заключительной части кадра непрерьшно вырабатываютс последовательности Ф, Ф, Фр и RES дл устранени насыщени элментов фотоприемника темновым током перед приемом следующего кадра. Этот цикл необходим,„если промежутки времени между последовательными кадрами съема превышают врем пам ти ПЗС матрицы . Как видно из структуры управл ющего кадра, представленной на фиг, 5, &огласно предложенному принципу построени устройства управлени требуютс три кольцевых регистра и дев ть таймерных модулей.a single pulse F, F are produced by a sequence of M pulses FR and RES. In the third cycle in the final part of the frame, the sequences F, F, Fr and RES are continuously generated to eliminate the saturation of the photodetector dark current before receiving the next frame. This cycle is necessary if the time intervals between successive acquisition frames exceed the memory time of the CCD. As can be seen from the structure of the control frame shown in FIG. 5, & according to the proposed construction principle of the control device, three ring registers and nine timer modules are required.
Алгоритм функционировани устрой- ства управлени , акустооптического спектроанализатора в режиме сверхоперативной регистрации энергетическ спектров отрезков входных радиосигналов заключаетс в следующем. The operation algorithm of the control device, acousto-optic spectrum analyzer in the mode of super-operational recording of the energy spectra of the input radio signal segments, is as follows.
. ЭВМ через унифицированную магистраль 13 по информационно-адресным шинам всех модулей БКР 11 и БТМ 12 осуществл етс запись констант , в регистры управлени РУ1 и РУ2, программно устанавливаютс внутренние состо ни всех И 14-16 и та 18-20.. A computer through the unified highway 13 through information and address buses of all BKR modules 11 and BTM 12 records constants, into the control registers RU1 and RU2, the internal states of all AND 14-16 and that 18-20 are set.
По окончании программной установки параметров БКР и БТМ ЭВМ формирует импульс запуска первого таймерного модул , после чего устройство управлени функционирует в автономном режиме в соответствии с временной диаграммой на фиг. 5 до прихода либо сигнала сброса из ЭВМ, либо до достижени терминального значени в таймер- ном модуле числа полных кадров.At the end of the program setting of the BKR and BTM computer parameters, a start pulse of the first timer module is generated, after which the control unit operates in the autonomous mode in accordance with the timing diagram in FIG. 5 before the arrival of either a reset signal from the computer, or until the terminal value in the timer module reaches the number of full frames.
Аналоговый сигнал с выхода матрицы ПЗС, отражающий результаты сверхоперативной регистрации и буферизации в аналоговом запоминающем устройстве энергетических спектров анализируемых входных радиосигналов (отрезков радиосигналов), поступает на вход блока 7 аналоговой обработки, где осзтцествл етс усиление, фильтраци и двойна коррелированна выборка. Далее он может быть отображен на экране видеоконтрольного устройства и An analog signal from the output of the CCD matrix, reflecting the results of super-operative recording and buffering in the analog storage device of the energy spectra of the analyzed input radio signals (segments of radio signals), is fed to the input of the analog processing unit 7, where amplification, filtering and double correlated sampling are detected. Further, it can be displayed on the screen of the video monitor and
после оцифровывани введен в ЭВЧ дл дальнейшего анализа.after digitization is introduced into the EHF for further analysis.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864021659A SU1355939A1 (en) | 1986-02-11 | 1986-02-11 | Acoustical spectrum analyser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864021659A SU1355939A1 (en) | 1986-02-11 | 1986-02-11 | Acoustical spectrum analyser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1355939A1 true SU1355939A1 (en) | 1987-11-30 |
Family
ID=21221403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864021659A SU1355939A1 (en) | 1986-02-11 | 1986-02-11 | Acoustical spectrum analyser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1355939A1 (en) |
-
1986
- 1986-02-11 SU SU864021659A patent/SU1355939A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Борсак Дж. М. Фотодетекторы дл акустооптических систем обработки сигналов. - ТШ1ЭР, 1981, т. 69, № 1, с. 117-137. Cole Т. VJ. , Milne D.K. An Acousto- Optical Radic Spectrograph for Spectral Integratio n. - Proceedings of . the Astrohomical Society of Australia, 1977, V. 3(2), p. 108-111. Utt * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4658368A (en) | Peak position detector | |
SU1355939A1 (en) | Acoustical spectrum analyser | |
GB1585857A (en) | Colour television method | |
KR970068514A (en) | Solid-state imaging device, its driving method and camera using solid-state imaging device | |
SU1629871A1 (en) | Optoelectronic modulation spectrometer | |
SU832551A1 (en) | Infra-red imager | |
SU680198A1 (en) | Image signal shaper | |
EP0719038A1 (en) | Noise removing circuit using a low pass filter | |
SU1506316A1 (en) | Focusing device | |
SU951173A1 (en) | Acoustic optical spectrum analyzer | |
SU1104436A1 (en) | Differential phase meter | |
RU174853U1 (en) | DEVICE FOR SPEED REGISTRATION OF IMAGES | |
SU1332561A1 (en) | Device for forming image signals | |
SU1451831A1 (en) | Shaper of frequency-modified signals | |
SU1734036A2 (en) | Acoustooptical analyzer of spectrum | |
SU1305061A2 (en) | Device for measuring wear of contact system wire | |
SU686645A3 (en) | Sweep sychronizing device | |
SU1438025A1 (en) | Device for measuring scanning non-linearity of crt | |
SU813476A1 (en) | Device for converting achromatic band in interference pattern into electric signals | |
SU1272519A1 (en) | Television transducer for systems for automatic calibration checking of pointer-type instruments | |
SU1483673A1 (en) | Image signal generator | |
SU1647869A1 (en) | Control pulse driver | |
JP3641714B2 (en) | Method for driving solid-state imaging device and imaging device using the same | |
SU1487157A1 (en) | Device for converting shape of optical pulses | |
SU1022056A1 (en) | Single pulse signal parameter registering device |