Следящий цифровой фазометр оптического диапазона

.1.1972 ( 1736509/18 ением заявкиЗаявле присоед асударственный камитеСовета Министров СССРпа делам изобретенийи аткрытий иорите К 621.317.772(0 Опубликовано 17.1 Х.193. Бюллетенькования описания 30.1.197 ата опуб Авторыизобретения айзман И. Назарчук, В, В. Покасо и Л. Г, Шошин, Н, Емале Институт оптики атмосферы Сибирского отделения АН СССРаявите СЛЕДЯЩИЙ ЦИФРОВОЙ ФАЗОМЕТР ОПТИЧЕСКОГ ДИАПАЗОНАИзвестны следящие цифровые фазометрыоптического диапазона, содержащие фотосмеситель, включающий пьезокерамический элемент с приклеенным к нему плоским зеркальцем для периодической модуляции одного из 5оптических путей, фотоприемника, генератор,реверсивный счетчик.Цель изобретения - повышение точностиизмерения, получение результатов непосредственно в цифровой форме, устранение влияния 10амплитудных флуктуаций оптического поляна результаты измерений,Предлагаемый фазометр отличается тем, что последовательно с фазовым модулятором т 5 опорной волны включен фазовый оптический компенсатор, а на выходе синхронного детектора включены два разнополярных пороговых устройства, выходы которых соединены со входами логических схем И, в свою очередь 20 соединенных с двумя входами многоразрядного реверсивного двоичного счетчика, ко вторым входам схем И подключен выход генератора тактовых импульсов, первые, например, шесть или семь разрядов реверсивного 25 двоичного счетчика через цифро-аналоговый преобразователь соединены с фазовым компенсатором.Функциональная схема фазометра изображена на чертеже. 30 Фазометр состоит из оптического смесителя, содержащего зеркало 1, полупрозрачную пластину 2 и фазовый модулятор 3, фазового компенсатора 4, фотоприемника 5, полосового усилителя 6, синхронного детектора 7, пороговых устройств 8 и 9, логических элементов 10 и 11, генератора тактовых импульсов 12, реверсивного многоразрядного двоичного счетчика 13, цифро-аналогового преобразователя 14, генератора 15.Оптические сигналы, разность фаз между которыми необходимо измерить, поступают в оптический смссптсль. Здесь волна, выбранная в качестве опорной, подвергается дополнительной гармонической фазовой модуляции модулятором 3 и совмещается с помощью зеркала 1 и пластины 2 со второй, которую в дальнейшем будем называть сигнальной. Фотоприемник 5 принимает суммарную оптическую волну.Сигнал с фотоприемника 5 через полосовый усилитель 6 поступает на синхронный детектор 7. При разности фаз, меньшей некоторой величины, выбранной в качестве пороговой, пороговые устройства 8 и 9 не срабатывают, и схема находится в равновесии.При наличии фазового рассогласования, в зависимости от знака ухода фазы, срабатывает пороговое устройство, например, 8. Далее с помощью схемы И 10 импульсы тактовогогенератора 12 поступают на вход двоичного реверсивного счетчика 13.Многоразрядный двоичный счетчик состоит из цепочки триггеров, так что первый триггер срабатывает от каждого импульса, чередуя состояние О или 1, а состояния каждого из следующих триггеров чередуются вдвое реже, чем у предыдущего, Таким образом, второй триггер запускается каждым вторым входным импульсом, третий - каждым четвертым и т. д. Если сначала все триггеры .находились в состоянии О, то после прихода определенного числа импульсов состояния триггеров отразят это число в двоичной системе исчисления.Схема реверса, входящая в состав двоичного счетчика, в случае срабатывания второго порогового устройства 9 изменяет связи между триггерами так, что импульсы тактового генератора через схему И 11 поступают на второй вход счетчика и вместо увеличения записанного в состояниях триггеров числа, начинают его уменьшать, т. е. происходит вычитание нового количества импульсов из пришедшего ранее.В зависимости от знака разности таз входного и опорного сигналов в счетчике происходит или сложение или вычитание импульсов тактового генератора. С каждым триггером счетчика связан свой электронный ключ. Состояние ключей отражает состояние триггеров и используется как результат в цифровой форме.При выбранной цене младшего разряда 0,1,рад для обработки разности фаз в пределах одного периода 2 л рад используются тригтеры в первых разрядах двоичного счетчика 13, с которыми связаны токовые ключи, составляющие цифро-аналоговый преобразователь 14.Ток каждого ключа пропорционален разряду соответствующего триггера. Токи ключей складываются на общей нагрузке, Суммарный сигнал изменяется не монотонно, а ступеньками, равными току, который протекает через нагрузку при включении младшего разряда, Выход цифро-аналогового преобразователя регулируется таким образом, чтобы при полном заполнении шести первых разрядов счетчика изменение фазы опорной волны с помощью фазового компенсатора 4 соответствовало величине 2 л радиан. При разности фаз, превышающей 2 л рад,следующие разряды двоичного счетчика 13 регистрируют число полных периодов, входящих в эту разность.5 Следовательно, диапазон измерений легкорасширить простым добавлением необходимого числа старших разрядов счетчика. При наборе счетчиком 64 импульсов, т. е. при достижении фаз 2 я, рад, включается седьмой разряд 10 счетчика с весом состояния 1 2 л рад, всешесть младших разрядов возвращаются в состояние О и, следовательно, фазовый компенсатор оказывается в исходном состоянии.Благодаря этому, независимо от величины из меряемой разности фаз, фазовый компенсаторработает только на участке рабочей характеристики 0 - 2 д рад, чем обеспечивается минимум нелинейных искажений. Конкретное исполнение фазового модулятора и фазокомпен сатора не имеет принципиального значения.Они могут быть выполнены в виде блока из двух пьезокерамических элементов с приклеенным к нему плоским зеркальцем или из электрооптических материалов.25Предмет изобретенияСледящий цифровой фазометр оптическогодиапазона, содержащий оптический смесительЗО с фазовым модулятором, соединенный с фотоприемником, выход которого через полосовой усилитель, синхронный детектор связан сгенератором, нелинейные элементы и реверсивный счетчик, отличающийся тем, что, сЗ 5 с целью повышения точности измерения, получения результатов непосредственно в цифровой форме, устранения влияния амплитудныхфлуктуаций оптического поля на результатыизмерений, последовательно с фазовым моду 40 лятором опорной волны включен фазовый оптический компенсатор, а на выходе синхронного детектора включены два разнополярныхпороговых устройства, выходы которых соединены со входами логических схем И, в свою45 очередь соединенных с двумя входами многоразрядного реверсивного двоичного счетчика,ко вторым входам схем И подключен выходгенератора тактовых импульсов, первые, например, шесть или семь разрядов реверсивного50 двоичного счетчика через цифро-аналоговыйпреобразователь соединены с фазовым компенсатором,397852 Составитель А. ПрохороваТехред А. Камышннкова Редактор Б. Федотов Корректор А. Васильева Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3719/14 Изд, Уз 94 Тпрахк 755 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д, 45