SU951173A1

SU951173A1 - Acoustic optical spectrum analyzer

Info

Publication number: SU951173A1
Application number: SU813239907A
Authority: SU
Inventors: Валентин Артемович Арутюнов; Александр Васильевич Бучин; Эммануил Ильич Крупицкий; Сергей Викторович Морозов; Татьяна Николаевна Сергеенко; Валерий Иванович Яковлев
Original assignee: Ленинградский Электротехнический Институт Связи Им.Проф.М.А.Бонч-Бруевича
Priority date: 1981-01-27
Filing date: 1981-01-27
Publication date: 1982-08-15

Description

1one

Изобретение относнтс к спектральному анализу радиосигналов и может быть использовано в системах обработки радиосигналов.The invention relates to the spectral analysis of radio signals and can be used in radio signal processing systems.

Известен анализатор, содержащий источник когерентного света, коллиматор, аску, ультразвуковой модул тор и генератор импульсов 1 .A known analyzer comprising a coherent light source, a collimator, an asuka, an ultrasonic modulator, and a pulse generator 1.

Недостаток анализатора - низка разрещающа способность.The lack of an analyzer is low resolution.

Наиболее близким по технической сущности к данному устройству вл етс анализатор, содержащий лазер, ультразвуковой мощ л тор, интегрирующую линзу, генератор, смеситель и фотоматрицу /с накоплением зар дов и блоком управлени 2.The closest to the technical entity to this device is an analyzer containing a laser, an ultrasonic amplifier, an integrating lens, a generator, a mixer and a photomatrix with charge accumulation and a control unit 2.

Недостатком анализатора вл етс низкое разрешение по частоте, которое определ етс апертурой светового пучка и материалом звукопровода модул тора.The disadvantage of the analyzer is the low frequency resolution, which is determined by the aperture of the light beam and the sound path of the modulator.

Цель изобретени - повьпиение разрешающей способности анализатора.The purpose of the invention is to determine the resolution of the analyzer.

Эта цель достигаетс за счет того, что в акустооптический спектроанализатор, содержащий лазер, ультразвуковой модул гор света, ошически св занный через интегрирующую линзу с фотоприемником на приборах с зар дной св зью, синхронизатор, один из выходов которого св зан через блок управлени со входом фотоприемника, а другой подключен ко входу генератора частотно-модулированных сигнапов, выход которого через смеситель соединен со входом ультразвукового модул тора, дополнительно введены коммутатор и злектрооптический затвор, включенный между оптическим выходом лазера и оптическим входом ультразвукового модул тора, при зтом выходы синхронизатора соединены с управл 1дщими входами введенных блоков, а его вход подключен ко входу устройства и одновременно к злек- . трическрму входу фотоприемника, выход которого через коммутатор соединен со вторым входом смесител .This goal is achieved due to the fact that the acousto-optic spectrum analyzer, which contains a laser, an ultrasonic module of light mountains, is connected via an integrating lens to a photodetector on charge-coupled devices, a synchronizer, one of whose outputs is connected to the photodetector and the other is connected to the input of the generator of frequency-modulated signaling, the output of which through the mixer is connected to the input of the ultrasonic modulator, a switch is additionally introduced and an electrical optical gate is switched on between the first optical output of the laser and the optical input of the ultrasonic modulator at ztom synchronizer outputs connected to control inputs entered 1dschimi blocks, and its input is connected to the input of the device and simultaneously to zlek-. the input to the photodetector, the output of which through the switch is connected to the second input of the mixer.

На чертеже представлена структурна схема анализатора.The drawing shows a structural diagram of the analyzer.

Анализатор содержит коммутатор 1, генератор 2 частотномодулированных сигналов, лазер 3, злектрооптический затвор 4, ультразвуковой модул тор 5 света, интегрирующую Л1шзуThe analyzer contains a switch 1, a generator of 2 frequency-modulated signals, a laser 3, an electro-optical shutter 4, an ultrasonic light modulator 5 that integrates L1shzu

6,фотоприемник 7 на приборах с зар довой св зью (ПЗС), блок 8 управлени , смеситель6, photodetector 7 on devices with charge coupling (CCD), control unit 8, mixer

9 и синхронизатор 10.9 and synchronizer 10.

Анализатор работает следующим образом.The analyzer works as follows.

Исследуемый электрический сигнал поступает на вход блока 10 синхронизации и на вход ПЗС 7. При зтом на одном из выходов синхронизатора 10 формируетс сигнал, запускающий блок 8 управлени . Блок 8 управлени обеспечивает ввод исследуемого сигнала в ПЗСThe electrical signal under study is fed to the input of the synchronization unit 10 and to the input of the CCD 7. At this, one of the outputs of the synchronizer 10 produces a signal that triggers the control unit 8. Control unit 8 provides input of the signal under study in the CCD.

7,что обуславливаетс возможностью работы ПЗС в режиме регистра сдвига аналоговых сигналов.7, which is caused by the ability of the CCD to operate in the shift register mode of analog signals.

По окончании ввода исследуемого сигнала в ПЗС на выходе пщхронизатора 10 формирует- 5 с сигнал, переключающий блок 8 управлени в режим вывода исследуемого электрического сигнала, по такому же сигналу с выхода синхронизатора 10 коммутатор 1 направл ет выводимый из ПЗС 7 на один из входов смесител 9. Режим блока 8 управлени ПЗС устанавливаетс таким, что вывод исследуемого сигнала из ПЗС 7 происходит со скоростью, превышающей скорость ввода этого сигнала в ПЗС,т.ё. I происходит сжатие сигнала. Сжатый сигнал поступает на один из входов смесител 9. На другой вход смесител 9 подаетс напр жение с генератора 2 частотно-модулированных сигналов. С выхода смесител 9 электрический сигнал поступает в ультразвуковой- модул тор 5 света. После того, как сигнал полностью вЫ веден из ПЗС (а это значит, что в эвзтсопроводе ультразвукового модул тора- сформировалс полный пространственный аналог сжатого исследуемого сигнала), с выхода синхронизатора 10 поступает напр жение, открывающее злек тро-оптический затвор 4. Пучок лазера 3, пройд электро-оптический затвор 4, попадает в ультразвуковой мрдул тор 5 света, где претерпевает дифракщ1ю, в результате чего дифрагировавщий свет, пройд через HHTerpHpyjoщую линзу 6, образует в фокальной плоскости последний р д световых пучков, положение которых определ етс значением частот составл ющих спектра сигнала, а интенсивность света - амплитудой этой спектральной составл ющей .After the input of the signal under study into the CCD at the output of the synchronizer 10 forms a 5-second signal switching the control unit 8 into the output mode of the electric signal under investigation, after the same signal from the output of the synchronizer 10 the switch 1 sends the output of the CCD 7 to one of the inputs of the mixer 9 The mode of the CCD control unit 8 is set such that the output of the signal under study from the CCD 7 occurs at a rate exceeding the input speed of this signal in the CCD, i.e. I is compressing the signal. The compressed signal is fed to one of the inputs of the mixer 9. The other input of the mixer 9 is supplied from the generator 2 frequency-modulated signals. From the output of the mixer 9, the electrical signal enters the ultrasonic modulator 5 of the light. After the signal is fully drawn from the CCD (which means that the full spatial analog of the compressed signal under study is formed in the ultrasonic modulator), the voltage that opens the optical-optical shutter 4 comes from the output of the synchronizer 10. Laser beam 3 The electro-optical shutter 4 passes into the ultrasound module 5 of the light where it undergoes diffraction, as a result of which the diffracted light passes through the HHTerpHpyj lens 6, forms in the focal plane the last row of light beams put which is determined by the frequency of the components of the spectrum of the signal, and the intensity of the light by the amplitude of this spectral component.

Наличие частотно-модулированного сигнала обеспечивает перемещеиие светового п тна по поверхности ПЗС. Поскольку вывод зар дов .The presence of a frequency-modulated signal ensures the movement of the light spot over the CCD surface. Since the withdrawal of charges.

с зар довых чеек ПЗС 7 происходит синхронно с движением световых .п тен по поверхности ПЗС осуществл етс накопление сигнала, что существенно повышает чувствительность устройства. Так как сигнал, вводимый в ультразвуковой модул тор 5, сжат относительно исходного в п раз, то рассто ние между световыми п тнами, определ емыми спектральными составл ющими исследуемого сигнала, увеличиваетс в п раз. При прочих равных параметрах оптических элементов и ПЗС предлагаемое устройство имеет разрешение в п раз большее в сравнении с известным устройством. Огибающа выходного напр жени ПЗС соответствуетThe charging cells of the CCD 7 occur synchronously with the movement of the light. On the surface of the CCD, a signal is accumulated, which significantly increases the sensitivity of the device. Since the signal entered into the ultrasonic modulator 5 is compressed relative to the original one n times, the distance between the light spots determined by the spectral components of the signal under study increases by n times. Other things being equal, the parameters of optical elements and CCDs, the proposed device has a resolution that is n times greater than that of a known device. The CCD of the output voltage corresponds to

устройства и одновременно к электрическому входу фотоприемника, выход которого через коммутатор соединен с вторым входом смесител . 5Источники информации,device and at the same time to the electrical input of the photodetector, the output of which through the switch is connected to the second input of the mixer. 5 Sources of information

прин тые во внимание при экспертизеtaken into account in the examination

1.Авторское свидетельство «СССР N 500529, кл. G 01 R 23/00, 1976.1. Author's certificate "USSR N 500529, cl. G 01 R 23/00, 1976.

2.Патент США № 3942109, кл. 324-77, 1976. спектру исследуемого сигнала. Вывод этого сигнала на индикатор осуществл етс через коммутатор , соедин ющий выход ПЗС со входом индикатора по сигналу с выхода синхронизатора , который открывает и затвор.2. US patent number 3942109, cl. 324-77, 1976. The spectrum of the signal. This signal is output to the indicator through a switch connecting the CCD output with the indicator input by a signal from the synchronizer output, which opens the shutter.

Claims

The invention Acoustic-optical spectrum analyzer containing a laser, an ultrasonic light modulator, optically coupled through an integrating lens with a photodetector on devices with a charge coupling, a synchronizer, one of the outputs of which is connected through the control unit to the input of the photoreceiver, and the other is connected to the generator input frequency-modulated signals, the output of which through the mixer is connected to the input of the ultrasonic modulator, characterized in that, in order to increase the resolution, a switch is inserted into it and an electro-optical shutter connected between the optical output of the laser and the optical input of the ultrasonic modulator, while the outputs of the synchronizer are connected to the control inputs of the inserted blocks, and its input is connected to the input

To indicator /