Анализатор частотного спектра сигналов

.А К 23 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ тво СССР1977.ческие 5 РА ГО С 11 ЕКТ".браэовав светоблоком еюфВ(56) 1. Авторское свидетельсУ 720370, .кл, 801 К 23/16,2. Зверев В.А. и др. Оптианализаторы. М., 1971, с. 794) (57) АНАЛИЗАТОР .ЧАСТОТНОСИГНАЛОВ, содержащий преотель электрического сигналавой, оптически, связанный с ввода светового сигнала, состояпрм иэ объектива и волоконно-оптического .коллектора, а также И.фотодетекторов, ,подключенных к регистратору, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расШирения частотного диапазона и повышения точности измерений, он . снабжен накопителями оптических сиг-. налов по числу Фотодетекторов, вклю-; ченными .между выходным торцом соот- . ветствующего волокна коллектора и входом фотодетектора, причем каждый накопитель выполнен из отрезка свето. вода в форме кольца.гИзобретение относится к измери-тельной технике и предназначено дляанализа частотного спектра радиосиг"налов,Известны анализаторы, состоящиеиз фильтров, детекторов, интег-аторов,коммутатора и регистратора11.Однако точность измерения даннымианализаторами недостаточна. Наиболее близким к изобретениюявляется анализатор, состоящий из 10преобразователя электрического сигнала в световой, блока ввода светового сигнала, фотодетекторов и модуляторов - транспорантов21.Недостатками известного анализатора являются ограниченный диапазонанализируемых частот и невысокая точ;ность измерений иэ"за нестабильности4пространственно-временных характерис.тик траспорантов.20Цель изобретения - расширение частотного диапазона и повышение точности измерений.Цель достигается тем, что анализатор частотного спектра сигналов, содержащий преобразователь электричес- .кого сигнала в световой, оптическисвязанный с блоком ввода световогосигнала, состоящим из объектива и во.локонно-оптического коллектора, атакже и Фотодетекторов, подключенных; 30к регистратору, снабжен накопителямиоптических сигналов,по числу фотодетекторов, включенными между выходнымторцом соответствующего волокна коллектора и входом фотодетектора, причем каждый накопитель выполнен изотрезка световода в форме кольца.На чертеже представлена структурнаясхема анализатора.Анализатор состоит из преобразователя 1 электрического сигнала всветовой, блока 2 ввода световогосигнала, накопителей 3 оптическихсигналов, фотодетекторов 4 и регист ,ратора 5.45Длина отрезка световедущего волокна 1, выбирается расчетным путемиз сОотноиения ЬСМгде,С - скорость света в пустоте;И " показатель преломления сердцевины волокна,анализируемая частота.Накопители 3 оптических сигналовоптически связаны с соответствующимифотодетекторами 4. Связь световедущих волокон накопителей 3 оптическихсигналов с соответствующими фотодетекторами 4фотодиоды ) осуществляется через боковую поверхность волокна,для чего оболочка волокна слегка протравлена на малом отрезке0,5-1 см )и волокно прижато, к Фотодетекторупротравлеиным участком.Регистратор 5 построен по общепри.нятой для анализаторов спектра па раллельного анализа схеме и содержитинтеграторы сигналов с выходов фотодетекторов, коммутатор и блок индикации с электроннолучевой трубкой,Эти элементы на чертеже не показаны.Анализатор частотного спектрасигналов работает следующим образом.Электрический сигнал поступаетна преобразователь 1 электрическогосигнала в световой, усиливается донеобходимого уровня и модулирует поинтенсивности излучатель-светодиод.При помощи блока 2 ввода световогосигнала с объективом б и волоконнооптическим коллектором 7 световоеизлучение направляется.на торцовыеповерхности световедущих волокон накопителей 3 оптических сигналов ициркулирует по замкнутым в кольцасветоведущим волокнам, накопителейоптических сигналов в течение времени, определяемого оптическимипотерями при распространии света поволокну и при стыковке концов волокна. Время задержки светового сигналапри распространении по световедущему волокну накопителя 3 оптическихсигналов определяетсяпротяженностьюволокна и показателем преломленияматериала. сердцевины волокна длядлины волны излучателя. Каждый из фо.тодетекторов 4 регистрирует суммарный сигнал, составляющими которогоявляются оптические сигналЫ, задер"жанные на времена, кратные временирапространения сигнала по световедущему волокну,При совпадении времени распростра.нения:светового сигнала по отрезкусветоведущего волокна какого-либо изнакопителей оптйческих сигналов с пери-.одом анализируемого сигнала огибающиесветовых сигналов при различных циклахпрохождения по замкнутому в кольцо световедущему волокну синфазныи суммируются по амплитуде, Длясветовых сигналов с огибающей, период повторения которой отличен отвремени задержки сигнала при распространении света по световедущему волокну, замкнутому в кольцо, уведичения амплитуд огибающей световых сигналов не происходит, а увеличиваетсялишь уровень постоянной составляющей Фототока с выхода фотодетектора4, Световедущие волокна накопителей3 оптических сигналов отличаютсяпо длине, а значит и по величине задержки сигналов., и накапливают сигналы с соответствующей частотойпериодом огибающей световых сигналов. На. экране электроннолучевойтрубки регистратора 5 наблюдаютсясигналы, пропорциональные по амплитуде величине напряжения,на выходахфотодетекторов 4, По оси частот сиг.налы отстоят друг от друга или наравные интервалы (линейная шкала1018037 Составитель А.ОрловРеДактор М.Бандура Техрец Т.Фанта КорректорМ,Коста Заказ 3530/43 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 Эчастот), или на интервалы, оТвечающие какому-либо другому закону, например логарифмическому,Настройка накопителей 3 сигналов заключается в отреэании световедущего волокна, входящего в накопитель, заданной длины. 5 Для компенсации световых потерв в волокнах большой длины в накопителях оптических. сигналов низших частот может содержаться несколько световедущих волокон одинаковой длины. Для 10 уменьшения оптических потерь при ." стыковке концов.световедущих волокон накопителей оптических сигйалов входной конец. волокна выполнен большего: диаметра с постепенным (конус ным) уменьшением диаметра до постоянной величины.. Таким образом, в сравнении с про+ типом анализатор частотного спектра сигнала имеет увеличенный частотный диапазон анализируемых сигналов,поскольку использует оптические элементы, работающие нри частотах модуляции до нескольких ГГц, Диапазонанализируемых частот в анализаторачастотного спектра сигналов, выбранномв качестве прототипа, составляет100 кГц; Точность спектра сигналов .повышена эа счет высокой стабильности характеристик оптических элементов., входящих в схему прибора, иххорошей помехозащищенности от электрромагнитных полей, за счет высокойизбирательности накопителей оптически.ких сигналов определяемой в конечномсчете уровнем оптических потерь прираспространении светового излученияпо волокну, который составляет 0,52 дБ/км за счет возможности размещения в малом объеме значительногоколичества избирательных накопителейоптических сигналов со сколь угодно