SU1497583A1 - Акустооптический спектроанализатор с временным интегрированием - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оптической обработке информации и предназначено дл  спектрального анализа сигналов в реальном масштабе времени. Спектроанализатор содержит последовательно расположенные на одной оптической оси и оптически сопр женные источник излучени  1, блок формировани  пучка 2, акустооптический модул тор 3, блок переноса изображени  4, фотоприемник 5, электрический выход которого соединен с выходом спектроанализатора, а также блок управлени  9, электрически соединенный с источником излучени  1, генератор линейно-частотно-модулированного сигнала 6, смеситель 10, один из входов которого подключен к выходу генератора несущей частоты 11, а выход - к электрическому входу акустооптического модул тора 3, при этом первый вход блока управлени  9 подключен к входу спектроанализатора. С целью расширени  полосы частот анализируемых сигналов в устройство введены полосовой фильтр 8 и квадратор 7, причем выход генератора линейно-частотно-модулированного сигнала 6 соединен с вторым входом смесител  10 и входом квадратора 7, выход которого подключен к входу полосового фильтра 8, своим выходом соединенного с вторым входом блока управлени  9. Формирование сигнала, поступающего на этот вход, путем возведени  в квадрат и последующей фильтрации линейно-частотно-модулированного сигнала обеспечивает удвоение по сравнению с прототипом полосы анализатора при сохранении полосы акустооптического модул тора 3. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике птической обработки информации и мо- |ет быть использовано при решении,  занных со спектральным анализом |игналов в реальном масштабе времени, 25 Цель изобретени  - расширение олосы анализируемых сигналов.

На чертеже приведена структурно- ункциональна  схема устройства,

30

Устройство содержит последовательно расположенные на -одной оптической оси и оптически сопр женные источник 1 излучени , блок 2 форми | 1 овани  пучка, акустооптический мо- 35 jlyл тop (АОМ) 3, блок 4 переноса изображени , фотоприемник 5, электри- Цеский выход которого св зан с выходом устройства, а также последовательно электрически соединенные гене-40 ратор 6 линейно-частотно-модулиро- йанного (ЛЧМ) сигнала, квадратор 7, полосовой фильтр 8 и блок 9 управлени , другим входом подключенный к входу .устройства.45

Первый вход смесител  10 соединен С выходом генератора несущей частоты (ГНЧ) II. Выход генератора 6 ЛЧМ-сиг- нала подключен к второму входу смесител  10, выход которого подключен к JQ электрическому входу АОМ 3, а выход блока 9 управлени  - к электрическо- му входу источника 1 излучени .

Устройство работает следующим образом.55

Сигнал генератора, 6 ЛЧМ-сигнала . / подаетс  на квадратор 7 и смеситель 10, на другой вход которого- подаетс  сигнал ГНЧ 11. В результате на выходе смесител  10 формируетс  сигнал

Y(t) C0s(u)pt + f t) X COS(CL)),

где ц - центральна  частота АОМ 3; Ыо - центральна  частота ЛЧМ- сигнала;

fx - коэффициент ЛЧМ-сигнала. АОМ 3 работает в режиме Брегга (модул ции по амплитуде). Квадратор 7 формирует на выходе сигнал, описываемый выражением:

( +ju t ).

Фильтр 8 выдел ет полезное спектральное распределение, соответствующее сигналу cos(2a;pt + 2 (u t ) , и в результате с помощью блока 9 управлени  излучение источника 1 модулируетс  по интенсивности сигналом

V(t) а + U(t) cos(2a)pt + 2pt

где U(t) - анализируемый сигнал;

а - опорный уровень, выбираемый из услови 

а max/tl(t)/.

Световой пучок источника 1 преобразуетс  блоком 2 формировани  так что на АОМ 3 падает плоска  волна. После дифракции на АОМ 3 световой пучок преобразуетс  блоком Л переноса изображени  (сначала выполн етс  одно- или двумерное преобразование Фурье, затем отфильтровываютс  неинформационные составл ющие, а распределение , соответствующее одному из первых дифракционных пор дков, вновь подвергаетс  преобразованию Фурье).

Таким образом, интенсивность света на поверхности фотоприемника 5 имеет вид:

I(x,t)a+U(t) cos(2tci,t+2 t) х X )c(t1-) + р

(t - -1-Я.

. V ej

(t - - )Г,

где X. - координата вдоль направлени  распространени  ультразвуковых волн в АОМ 3; V - скорость распространени 

ультразвуковых волн. Информационна  составл юща  зар да , накопленного фотоприемником 5 за врем  Т, равное длительности сигнала с учетом усреднени  на интервале tO; Tj слагаемых, содержащих радиочастоты;

Т 0(х) S (t) cos (2 Ч - +

+ 2

-Г

4 р -|- ) dt,

где 2 u)j, X/V и 2 р , характеризуют посто нную и ЛЧМ-пространствен- ную несущую частоту, 4 f x/V t -  дро преобразовани  Фурье.

Это распределение совпадает с выходным распределением в прототипе, однако полоса анализа йи) - 4 |U х /V, где X , - максимальное значение ко

М Of КС

ординаты X, вдвое больше полосы ана- лиза прототипа.

5

0

5

0

Claims (1)

1. Таким образом, формирование опорного сигнала путем- возведени  ЛЧМ- сигнала в квадрат с последующей фильтрацией обеспечивает удвоение полосы анализируемых сигналов при сохранении полосы АОМ. Формула изобретени 

   Акустооптический спектроанализа- тор с временным интегрированием, содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси и оптически сопр женные источник излучени , блок формировани  пучка J акустоо п- тический модул тор, блок переноса изображени  и фотоприемник, электрический выход которого соединен с выходом устройства, а также блок управ- лвнр} , электрически соединенный с источником излучени , генератор линейно-частотно-модулированного сигнала , смеситель, -один из входов которого подключен к выходу генератора несущей частоты, а выход - к электрическому входу акустооптического модул тора , при этом первый вход блока управлени  подключен к входу устройства , отличающий с   тем, что, с целью расширени  полосы

   частот анализируемых сигналов, в него введены полосовой фильтр и квадратор, причем выход генератора линейно-частотно-модулированного сигнала соединен с вторым входом смесител  и вхо- 5 дом квадратора, выход которого подключен к входу полосового фнльтра, своим.выходом соединенного с вторым входом блока управлени .