Акустооптическое устройство для измерения скачка фазы частотно-манипулированного радиосигнала

40 9 еф гп 7где Я - длина световой волны,п - показатель преломления,- скорость звука.При изменении частоты сигнала от Г 1 до Г дифференцированный световой пучок согласно (1) отклоняется от прежнего направления и, пройдя лиизу 4, фокусируется на другой учас ток позиционно-чувствительного фотоприемника 8.Разрешающая способность устрой - ства по частоте Г и соответствующее ей расстояние Л между элемента ми приемника 8 равны= - -)0(2) 45 Изобретение относится к областирадиоизмерений и может быть использовано в частотной телеграфии,Цель изобретения - повышение точ-5ности измерения величины скачка фазыпри частотной манипуляции радиосигнала.На чертеже представлена функциональная схема акустооптического устройства для измерения скачка фазы.Устройство содержит последовательно расположенные на оптической осилазер 1, акустооптический модулятор2 с укрепленным на нем пьезопреобразователем 3, подключенным к радиовходу устройства, линзу 4 и позиционно-чувствительный фотоприемник 8,составленный из светочувствительныхэлементов 5 - 7, светочувствительные элементы 5 и 7 соединены с двумя входами электронного компаратора9, а светочувствительный элемент 6соединен с измерительным входом бло 1 ка 10 измерения фазы, вход управления которого подключен к выходу электронного компаратора 9,Устройство работает следующим образом.Световой луч лазера 1 с апертурой0 падает на акустооптический модулятор 2. Исследуемый радиосигнал с частотой Г, через вход поступает напьезопреобразователь,3, который возбуждает в звукопроводе акустооптического модулятора звуковую волну с частотой Г . Световой луч дифрагирует,на данной, волне, При этом угол дифракции Ч пропорционален частотерадиосигнала ,:(3) Ь(= АГ ,+(Ср,+ср,). (4) где Д 1 = Г -Параметры 0 и Г устройства при заданном Л. подбираются таким образом, чтобы пучки О и о , дифрагировавшие соответственно на частотахи Г сигнала, попадали на элементы 5 и 7 приемника 8, разнесенные согласно на расстояние 2 А. Для этого достаточно учесть, что угол ДО между данными пучками согласно (1) равен ФЬЬ 0= --- -тп 9(5) поэтому расстояние Ь между дифракционными световыми пятнами в фокальной плоскости линзы 4 есть Ь =ЬОГ = (9 ЬКМ) Р(7) а фокусное расстояние линзы 4 равно(8) Из (2) и (7) видно, что при указанных 3. и 0 разрешающая способностьустройства равна(9) Последнее соотношение означает, что0 0при 1 О - . ) СС + ., когда скачок частоты сигнала находится за пределами входного окна акустооптического модулятора, апертура дифрагированных пучков а и о равна 0, поэто му соответствующие световые пятна локализованы лишь в пределах эледе Р - фокусное расстояние линзы 4.Когда в центре окна модулятора в момент времени С происходит скачок частоты сигнала, в одной половине апертуры модулятора частота сигнала оказывается равной Е с начальной фазой( ав другой соответственно ГЯ и с. Данные параметры определяют величину скачка фазы Д(1) в момент С . манипуляции частоты сигнала;Формула изобретения 30 35 Корректор Н.Ревская Заказ 2120 ТиражПодписноеВНИЙПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 1 5 166166 ментов 7 и 5 фотоприемника 8 и перекрываться не могут, В противном слуП Эчае при с -- ( сс + - аперр,) о ф )5 тура пучков ц и о становится меньше, чем О. (Так, например, в момент вреПмени С она равна 2 ). Следствиемоэтого будет увеличение дифракционной расходимости пучков и перекрытие обоих световых пятен в области центрального элемента б фотоприемника 8 с преобразованием интерференционной картины, Вследствие различия частот пучков а и Р .интенсивность интерференционной картины в месте положения элемента 6 будет периодически фпуктуировать с частотой ЬГ. Пропорционально интенсивности будет изме няться и фототок элемента 6., При этом фаза сигнала биений есть Р(с) = Ее с + (с,+Ц), (10) - Сравнивая формулы (4) и (10), можно видеть, что искомая величина равна фазе сигнала биений в момент СоИзмерение 1)(с) осуществляется блоком 10 измерения фазы,к измерительному входу которого подключен сигнал биений, снимаемый с центрального элемента 6 фотоприемника 8, а на вход управления блока 10 поступает считывающий импульс, задающий момент времени с , в который одна половина апертуры акустооптического модулятора занята сигналом с часто Составитель И.КоноваловРедактор Е,Папп Техред С.Мигунова 6 6той Г, а другая - сигналом с часто. той Г , а интенсивности пучков ц иФв момент времени С оказываютсяОодинаковыми. Данное обстоятельство 1используется для выделения С и формирования в этот момент импульса считывания. Для этого сигналы, снимаемые с выходов крайних элементов 5 и 7 фотоприемника 8, пропорциональные соответственно интенсивности пучков д и 8, подаются на входы электронного компаратора 9, который в момент совпадения интенсивностей указанных пучков формирует импульс считывания. Акустооптическое устройство для измерения скачка фазы частотно-манипулированного радиосигнала, содержащее последовательно оптически связанные лазер, акустооптический моду - лятор, пьезопреобразователь которого Соединен с входом устройства, линзу и трехэлементныч позиционно-чувствительный фотоприемник, о т л и ч а ющ е е с я 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.