SU405081A1 - Преобразователь частоты - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области радиотехники и может быть использовано дл  преобразовани  спектра сигналов, а также дл  генерировани  инфракрасных и звуковых частот .

Известен преобразователь частоты электрического сигнала, содержащий входные и выходные цепи с фазовращател ми, ограничител ми амплитуд и оптический преобразователь . Недостатком известного преобразовател   вл етс  наличие составл ющих сигнала на комбинационных частотах.

Целью изобретени   вл етс  устранение этого недостатка.

Дл  достижени  поставленной цели онтический преобразователь состоит из источника света с формирующей онтикой и последовательно установленных на пути светового луча пол ризатора, вращателей плоскости пол ризации светового луча, выполненных, например , в виде двух магнитооптически активных полуволновых пластин, обладающих квадратичным магнитооптическим эффектом и помещенных в расположенные взаимно перпендикул рно переменные магнитные пол , сдвинутые по фазе на 90°, анализатора и фотоэлектрической усилительной схемы, причем переменные магнитные пол  создаютс  источниками преобразуемых электрических сигналов .

На фиг. 1 показана функциональна  схема преобразовател  частоты; на фиг. 2 а,б - векторные диаграммы, по сн ющие работу преобразовател .

-Преобразователь частоты содержит оптический преобразователь, состо щий из источника света 1 с фор.мирующей оптикой и последовательно установленных по пути светового луча пол ризатора 2, полуволновых магнитооптически активных пластин 3 и 4, анализатора 5 и фотоусилительной схемы, включающей в себ  фотоприемник 6 и электронный усилитель 7; ограничители амплитуд 8 и 9, фазовращатели 10 и 11 и взаимно перпендикул рные катущки 12 и 13, 14 и 15, создающие вращающеес  магнитное поле.

На фиг. 2 прин ты следующие обозначени :

Е - направление плоскости пол ризации падающего на полуволновую пластину 3 светового потока;

- направление плоскости пол ризации светового потока, прощедщего полуволновую пластину 3;

Е - направление плоскости пол ризации светового потока, нрощедщего через полуволновую пластину 4;

Я - направление вращающегос  магнитного пол , создаваемого катущками 12 и 13;

Я - направление вращающегос  магнитного пол , создаваемого катущками 14 и 15.

Световой поток, излучаемый источником света 1, проходит пол ризатор 2, ось наибольшего пропускани  которого лежит в горизонтальной плоскости. Плоскопол ризованный свет проходит через две последовательно расположенные полуволновые пластины 3 и 4. При этом плоскость пол ризации прошедшего светового потока вращаетс  со скоростью, пропорциональной разностной частоте двух электрических сигналов. После прохождени  анализатора 5 угловое враш,ение плоскости пол ризации света превращаетс  в амплитудную модул цию интенсивности света с частотой , равной 4 (сос -сооп), где

«с - частота электрического сигнала;

(Ооп - частота опорного сигнала.

Модулированный по интенсивности световой сигнал затем превращаетс  в электрический с помощью фотоприемника 6 и усиливаетс  усилителем 7.

Полуволновые магнитооптические пластины наход тс  во вращающихс  магнитных пол х, создаваемых взаимно перпендикул рными катущками 12 и 13 (14 и 15). Направление (азимут) вращающегос  магнитного пол  определ етс  фазой электрического сигнала. В катушках 12, 13 азимут магнитного пол  в текущий момент равен coon, а в катушках 14, 15 - соответственно coci. Вращение магнитного пол  создаетс  сдвинутыми по фазе на 90° с помощью фазовращателей 9 двум  электрическими сигналами, подаваемыми на взаимно перпендикул рные катушки 12 и 13 (14 и 15).

Полуволновые пластинки изготовлены из магнитооптически активного вещества, обладающего больщим квадратичным магнитооптическим эффектом, например эффектом Коттона-Мутона . При пропускании через такой кристалл плоскопол ризованного света (с направлением плоскости пол ризации Е) возникает сдвиг по фазе между двум  взаимно перпендикул рными компонентами Е и fy.

Следует отметить, что направление внещнего магнитного пол  всегда совпадает с направлением X или Y (при вращении магнитного пол  координаты Jf и У также вращаютс ). Подбором кристалла можно добитьс  того, чтобы сдвиг по фазе между компонентами fx и fy был равен 180°. Направление плоскости пол ризации прощедшего света Е

будет составл ть относительно направлени  Е угол 2(j)ont. При вращении магнитного пол  по закону сооп плоскость пол ризации прощедшего света Е вращаетс  с удвоенной скоростью в том же направлении (фиг. 2,а). Далее световой поток проходит через другую полуволповую пластину (фиг. 2,6), наход щуюс  в магнитном поле Я, ось наибольшей скорости полуволновой пластинки и направление магнитного пол  совпадают.

Очевидно, что азимут плоскости пол ризации Е проход щего через вторую полуволновую пластину светового потока равен

(2и))еО 2(). (1)

Разность же фаз двух электрических сигналов равна

взл («)е-Шо„).(2)

Сравнива  формулы (1) и (2), можно сделать вывод, что плоскость пол ризации прошедщего через магнитооптическую систему светового потока повернетс  на угол, равный удвоенной разности фаз двух электрических

сигналов разностной частоты. Затем световой поток, плоскость пол ризации которого вращаетс  с частотой 2 (шс - Шоп), превращаетс  в электрический сигнал частоты 4 (сос - сооп).

Предмет изобретени 

Преобразователь частоты электрического сигнала, содержащий входные и выходные цепи с фазовращател ми и ограничител ми амплитуд и оптический преобразователь, огличающийс  тем, что, с целью исключени  составл ющих сигнала на комбинационных частотах , оптический преобразователь состоит из источника света с формирующей оптикой и последовательно установленных на пути

светового луча пол ризатора, вращателей плоскости пол ризации светового луча, выполненных , например, в виде двух магнитооптически активных полуволновых пластин, обладающих квадратичным магнитооптическим эффектом и помещенных в расположенные взаимно перпендикул рно переменные магнитные пол , сдвинутые по фазе на 90°, анализатора и фотоэлектрической усилительной схемы, причем переменные магнитные

пол  создаютс  источниками преобразуемых электрических сигналов.

и о Si-п t Фиг f o Sin t H