SU1661666A1 - Акустооптическое устройство дл измерени скачка фазы частотно-манипулированного радиосигнала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области радиоизмерений и может быть использовано в частотной телеграфии. Цель изобретени  - повышение точности измерени  величины скачка фазы при частотной манипул ции радиосигнала - достигаетс  введением в устройство электронного компаратора 9 и блока 10 измерени  фазы. Устройство также содержит лазер 1, акустооптический модул тор 2, пьезопреобразователь 3, линзу 4, светочувствительные элементы 5 - 7 и позиционно-чувствительный фотоприемник 8. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано в частотной телеграфии, ,

Цель изобретения - повышение точ- $ ности измерения величины скачка фазы при частотной манипуляции радиосигнала.

На чертеже представлена функциональная схема акустооптического уст- -,θ ройства для измерения скачка фазы.

Устройство содержит последовательно расположенные на оптической оси лазер 1, акустооптический модулятор 2 с укрепленным на нем пьезопреобра- J5 зователем 3, подключенным к радиовходу устройства, линзу 4 и позиционно-чувствительный фотоприемник 8, составленный из светочувствительных элементов 5-7, светочувствитель- 20 ные элементы 5 и 7 соединены с двумя входами электронного компаратора I9, а светочувствительный элемент 6 I соединен с измерительным входом блоίка 10 измерения фазы, вход управле- 25

А= ₍рде F - фокусное расстояние линзы 4.

Когда в центре окна модулятора в момент времени t₀ происходит скачок !частоты сигнала, в одной половине апертуры модулятора частота сигнала 'оказывается равной f₄ с начальной фазой tp,, а'в другой соответственно и ср₂. Данные параметры определяют величину скачка фазы ДЦ) в момент t_a манипуляции частоты сигнала:

ния которого подключен к выходу электронного компаратора 9.

Устройство работает следующим образом.

Световой луч лазера 1 с апертурой βθ D падает на акустооптический модулятор 2. Исследуемый радиосигнал с частотой через вход поступает на пьезопреобразователь 3, который возбуждает в звукопроводе акустооптического модулятора звуковую волну с частотой f₍ . Световой луч дифрагирует. на данной долне. При этом угол дифракции ср₍ пропорционален частоте радиосигнала 4₍: 40

4.-2-/^ где - длина световой волны, п - показатель преломления/

- скорость звука. 45

При изменении частоты сигнала от fI до f₂ дифференцированный световой пучок согласно (1) отклоняется от прежнего направления и, пройдя линзу 4, фокусируется на другой учас- 50 ток позиционно-чувствительного фотоприемника 8.

Разрешающая способность устройства по частоте 5*f и соответствующее ей расстояние А- между элемента- 55 ми приемника 8 равны h = ⁽²⁾

Αψ = Af+ + (4) где Af =

Параметры D и F устройства при заданном А подбираются таким образом, чтобы пучки а и ί , дифрагировавшие соответственно на частотах и fg сигнала, попадали на элементы 5 и 7 приемника 8, разнесенные согласно на расстояние 2А. Для этого достаточно учесть, что угол 40 между данными пучками согласно (1) равен

ΑΘ =

п9 (5) поэтому расстояние L между дифракционными световыми пятнами в фокальной плоскости линзы 4 есть l -a9f = (Ά Д f/,п^) -F , (6)

Так как L = 2А, то, (3), находят, что сравнивая (6) с

D

(7) а фокусное расстояние линзы 4 равно

Т7 = 2Ап5 .

^Af

Из (2) и (7) видно, что при указанных А и D разрешающая способность устройства равна

(9)

Последнее соотношение означает, что ' D _ D при t₀ - > t 7 + у, когда скачок частоты сигнала находится за пределами входного окна акустооптического модулятора, апертура дифрагированных пучков аи S’ равна I), поэтому соответствующие световые пятна локализованы лишь в пределах эле5 ментов 7 и 5 фотоприемника 8 и перекрываться не могут. В противном слуD D чае при t_Q - <t<t_o + ^, апертура пучков q и S’ становится меньше, чем D. (Так, например, в момент времени она равна - ) . Следствием этого будет увеличение дифракционной расходимости пучков и перекрытие обоих световых пятен в области центрального элемента 6 фотоприемника 8 с преобразованием интерференционной картины. Вследствие различия частот (5 пучков а и S’ интенсивность интерференционной картины в месте положения элемента 6 будет периодически jфлуктуировать с частотой Af. Пропорционально интенсивности будет изме- 20 няться и фототок элемента 6., При этом фаза сигнала биений есть q>(t) = Af-1 + (q>,+q>₂). (10)

Сравнивая формулы (4) и (10), можно 25 видеть, что искомая величина равна фазе сигнала биений в момент t₀.

Измерение ψ(ε₀) осуществляется блоком 10 измерения фазы,к измерительному входу которого подключен 30 сигнал биений, снимаемый с центрального элемента 6 фотоприемника 8, а на вход управления блока 10 поступает считывающий импульс, задающий момент времени t₆, в который одна по- у. ловина апертуры акустооптического модулятора занята сигналом с часто той f 4, а другая - сигналом с часто.· той f£, а интенсивности пучков Ц и ί в момент времени t оказываются одинаковыми. Данное обстоятельство используется для вьщеления и формирования в этот момент импульса считывания. Для этого сигналы, снимаемые с выходов крайних элементов 5 и 7 фотоприемника 8, пропорциональные соответственно интенсивности пучков Q и S’ , подаются на входы электронного компаратора 9, который в момент совпадения интенсивностей указанных пупков формирует импульс считывания.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Акустооптическое устройство для измерения скачка фазы частотно-манипулированного радиосигнала, содержащее последовательно оптически связанные лазер, акустооптический модулятор, пьезопреобразователь которого Соединен с входом устройства, линзу и трехэлементный позиционно-чувствительный фотоприемник, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены блок измерения фазы и электронный компаратор, каждый вход которого подключен к выходу соответствующего крайнего элемента фотоприемника, а выход - к входу управления блока-измерения фазы, измерительный вход которого соединен с выходом центрального элемента фотоприемника.