Анализатор спектра электрических сигналов

"ГОСУДАРСТВЕЙНЬЙ КОМИТЕТ пбизОБрее ЙиЯВГЙОткрытиям йрй 1 кНт ссс"РбПЙСАНИЕ ЙЗО(56) АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ"Изобретенйе относится к"технике айализаЙйктраэлектрическихсигналов и можетнайтй примейение в радйоэлектронике,вФВслительйой технике.ьЙзвестей айализатор спектра электри-чесЪих сйЗблов йа основеакустббптического модулятора,састоящййиз источникасвета; акустоойтического"модулягора, на котфцй подается исследуемый сигнал, линзый фотойрйемйика,раСположенного в фокаМьной йлоскости лийзы.". Недостатком айализатора является йевоэможйостЬ"анаизанизкочастотных коле"Е 4 ФМЖ ММфлВЦфНД.ВЦ 1 Э 11,М Е НИЯмв знйс ,-Он:,бвй Вй-Йя":МвФьъМФтв 1 -.ет него отражеййя, к отражающей грани которой приклеена пленка магнитооптического материала (МОМ), Фурье-объектив и систему фоторегистрации, расположенные последовательно по ходу луча лазера. Система фоторегистрации расположена в фокальной плоскости Фурье-объектива, С пленкой МОМ соприкасается магнитная лента, на которую системой для записи записывается исследуемйй сигйал. Магнитная лента протягйвается сиСтемой протяжки под МОМ и воздействует на него полями рассеяния сигналограммы, Свет дифрагирует на созданной структуре намагниченности в магнитной плейке и"йродифрагировавшие лучи собираются в фокальной плоскости Фурье-объективана системе фоторегистрации. Подавая от генератора напряжение на модулятор поляризации, модулируют интенсивности проди ф ра ги рова вш их лучей. По ам пл итуде колебаний определяют амплитуду электрического сйгнала, по отклонению луча определяют частоту. 2 ил. у:;т.-;., убарм тфэ"ъяяФ:юФФ 1" %фас 3.,".34" в баний, обусловлейная большой длйной звуковой волны на этих частотах.Известен также анализатор спектра электрических сигналов, состоящий из источника света, формйрователя пучка света, призмй полного" внутреннего отражения, к отражающей грани которой приклеена иленка магнитооптического материала (МОМ), поляризатора, Фурье-объектива и фотоприемника, расположенных последовательйо по ходулучасвета, фотоприемника в фокальйой плоскости Фурье-объектива, магнитной ленты с системой протяжки и за30 35 40 45 50 55 писи, соприкасающейся с пленкой МОМ. Система записи является электрическим входом анализатора и записывает исследуемый сигнал на магнитную ленту, Система протяжки протягивает ленту под пленкой МОМ и поля рассеяния сигналограммы наводят в ней структуру намагниченности, аналогичную на ленте. Светдифрагирует на этой структуре. По углу дифракции определяют частоту электрического сигнала, по амплитуде луча дифракции света - амплитуду электрического сигнала.Недостатком прототипа является низкая точность измерения амплитуды сигнала и чувствительности, обусловленные фоновой засветкой, особенно на низких частотах. Свет рассеивается на неоднородностях магнитной пленки и элементов оптики и создает засветку в области продифрагировавших лучей. Эта фоновая засветка повышает отношение сигнал/шум и понижает точность измерения и чувствительность.Целью изобретения является повышение точности измерений за счет улучшения помехозащищенности,Цель достигается тем, что в анализаторе спектра электрических сигналов, состоящем из лазерного источника света, формирователя пучка света, призмы полного внутреннего отражения, к отражающей грани которой приклеена пленка МОМ, Фурье- объектива и системы фоторегистрации, расположенных последовательно по ходу луча света, системы фоторегистрации в фокальной плоскости Фурье-объектива, магнитной ленты с системой протяжки и записи, соприкасающейся с пленкой МОМ, содержится дополнительно модулятор поляризации, расположенный между источником света и пленкой МОМ, Модулятор поляризации преобразует линейно поляри,зованное излучение в циркулярно поляризованное, либо в линейно поляризованное, ортогональное первоначальной поляризации,На фиг. 1 представлен экспериментальный график изменения интенсивностей лучей +1-го и -1-го порядков дифракции в процессе преобразования поляризации из линейной в циркулярную при вращении четвертьволновой пластины;, на фиг. 2 представлена оптическая схема устройства.Сигнал, снимаемый системой фоторегистрации, промодулирован по величине. Интенсивность фоновой засветки не зависит от поляризации и постоянна, В результате полезный сигнал отличается от фоновой засветки частотой изменения интенсивности и появляется возможность частотной фильтрации и селективного усиления полезного 5 10 15 20 25 сигнала, За счет этого повышается отношение сигнал/шум и повышается точность измерения,По оси Х указаны углы поворота четвертьволновой пластины, по оси У - интенсивности +1-го и -1-го порядков дифракции, а также фоновая засветка в области -1-го порядка,Устройство (фиг. 2) содержит: 1 - магнитную ленту с системой протяжки 3 и записи 2, 4 - лазер, 5 - формирователь пучка света, 6 - модулятор поляризации с генератором 7, 8 - призму полного внутреннего отражения, к отражающей грани которой приклеена пленка 9 МОМ, 10 - Фурье-объектив, 11 - систему фоторегистрации, расположенные последовательно по ходу луча света, систему фоторегистрации в фокальной плоскости Фурье-объектива, магнитную ленту, соприкасающуюся с пленкой 9 МОМ,Устройство работает следующим образом. Системой записи 2, являющейся электрическим входом анализатора, на магнитную ленту 1 записывается исследуемый электрический сигнал. Сигналограмма на магнитной ленте 1 протягивается системой протяжки 3 под пленкой 9 МОМ и воздействует на нее полями рассеяния, В пленке МОМ наводится структура намагниченности, аналогическая сигналограмме. Лучи света лазера 4 расширяются формирователем 5, проходят через модулятор поляризации 6, возбуждаемый генератором 7, и призму 8, попадают на пленку 9 МОМ и дифрагируют на индуцированной сигналограммой структуре намагниченности, Продифрагировавшие лучи проходят через Фурье-объектив 10 и формируются в его фокальной плоскости в спектр электрического сигнала, От генератора 7 подают напряжение на модулятор 6 и модулируют поляризацию света, За счет модуляции поляризации модулируется интенсивность продифрагировавших лучей, Переменный полезный сигнал считывается системой фоторегистрации 11, По отклонению продифрагировавшего луча определяют частоту электрического сигнала, по амплитуде колебаний интенсивности - амплитуду электрического сигнала. Система фоторегистрации является электрическим выходом анализатора.Для дополнительного ослабления фоновой засветки может использоваться демодулятор поляризации и поляризатор, расположенные между пленкой МОМ и Фурье - объективом. Демодулятор поляризации преобразует поляризацию нулевого порядка и фоновой засветки в плоскую, а поляризатор ослабляет их интенсивность,1765775П р и м е р. Источник света - гелий - стью измерения, понижается стоимость уснеоновый лазер, Формирователь пучка - те- тройства, так как повышается процент выхолескопическая оптическая система. Моду- да годных пленок МОМ, В устройстве лятор поляризации выполнен на основе -"возможноиспользованиепленоксбольшимкристалла КОР. Частота модулирующего 5 числом дефектов и сильным рассеянием сигнала до 100 МГц. Пленка" МОМ имеет, света, Повышается долговечность устройстсостав (В 1, Ы)з, (Ге, ОаьОг и приклеена ва, так как механические повреждения оптическимклеемкстеклянйойпризме пол-пленки МОМ лентой и рассеяние света на ного внутреннегоотражения. Система фото- них не сильно влияют на точность, регистрации - матрица фотодиодов с 10 Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я системой селективного усиления начастотеАнализатор спектра электрических сигмодуляции светового"сигнала, Для протяж- налов, состоящий из источника света, фор;:и ленты и записи сигнала используется" "мирователя пучкасвета,=йризмы полного магнитофон СТМ, внутреннего отражения, к отражающей граДля считывания сигнала используется 15 ни которой приклеена пленка магнитоопти- -1-й порядок дифракции, Поскольку, как ческого "материала, Фурье-объектива и видно из графика на фиг. 1, величина коле- системы фоторегйстрации, магнитной ленбэний полезного сигнала более чем на по- ты с сйстемой протяжки и записи, соприкарядок превышает колебания фоновой сающейся с магнитной пленкой, о т л и ч а- засветки, отношение сигнал/шум увеличит ю щ и й с я тем, что, с целью повышения ся минимум напорядок и точность измере- точностийзмерейий за счет улучшения пония сигналОвмалых "амплитуд также может мехозащищенности, айализатор дополни- быть повышения на порядок, тельного содеркит"модулятор полярйзации,Преимущества заявляемого анализато- расположенный между источником света и ра следующие. Он обладает большей точно магнитооптическим материалом.ф -Ц Ц фт)" Ога 30 40 Я 60 70 80 90 граЮнущф".зуьвыкжчаРиг.уНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гага 10 каз 3383ВНИИПИ Госуда Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5