Патентно-и.;::1:н:; щ
О П И С А Н И Е 374633
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союа Советеиив
Соииалиотичеоиив
Реопублив
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 18.Ч!.1971 (№ 1669569/18-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 20.III.1973. Бюллетень № 15
Дата опубликования описания 15Х1.1973
М. Кл. G 06g 9/00 комитет по делам изооретеиий и отирытий при Совете Министров
СССР
УДК 681.333:621.391 (088.8) Авторы изобретения
С. В. Кулаков, Б. П. Разживин, Д. В. Тигин и С. И. Соколов
Ленинградский институт авиационного приборостроения
Заявитель
ОПТИ КО-АКУСТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
Изобретен не относится к области автоматики.
Известны оптико-акустические устройства, содержащие цепь задержки, электронные усилители и установленные на оптической оси источник света, конденсор, коллиматор, первый ультразвуковой модулятор света, входной объектив, щелевой экран, формирующий объектив, второй ультразвуковой модулятор света, выходной объективов и фотоусилительный блок.
Цель изобретения — расширить полосу частот обрабатываемых сигналов и повысить эффективность работы устройства, Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в него введен дисперсионный четырехполюсник с линейной дисперсионной характеристикой и генератор импульсов с линейной частотной модуляцией, входы которых соединены со входом устройства, выход дисперсионного четырехполюсника подключен через соответствующий усилитель к входу второго ультразвукового модулятора света, а выход генератора импульсов подключен через последовательно соединенные цепь задержки и другой усилитель ко входу первого ультразвукового модулятора света.
На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.
Оно содержит цепь 1 задержки, электронные усилители 2 и 8, четырехполюсник 4 с линейной дисперсионной характеристикой, генератор 5 импульсов с линейной частотной модуляцией и установленные на оптической оси источник б света, конденсор 7, коллиматор 8, первый ультразвуковой модулятор 9 света, входной объектив 10, щелевой экран 11, формирующий объектив 12, второй ультразвуковой модулятор 18 света, выходной объектив 14 и фотоусилительный блок 15.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Сигнал, зеркальное изображение во времени которого необходимо сформулировать, поступает
1s на четырехполюсник 4 с линейной дисперсионной характеристикой и одновременно запускает генератор 5 импульсов с линейной частот ной модуляцией. Параметры четырехполюсника 4 (дисперсионной ультразвуковой линии за20 держки) выбираются следующими: а) перепад задержек, соответствующий линейному участку дисперсионной характеристики, не менее нескольких микросекунд (практически достаточно выбирать этот участок рав25 ным 3 — 5 мксек); б) шифрина полосы пропуакания, соответствующая линейному участку дисперсионной характеристики должна быть равной (или несколько большей) ширине спектра преобразуЗО емого сигнала.
Таким образом, величина произведения ширины полосы пропускания на перепад задержек, соответствующий линейному участку дисперсионной характеристики четырехполюсника
4, выбирается меньшей или равной коэффициенту широкополосности обрабатываемого сигнала. Обрабатываемый сигнал четырехполюсником 4 растягивается, его длительность увеличивается примерно,на время, соот ветствующее перепаду задержек линейного участка дисперсионной характеристики, усиливается он электронным усилителем 2 и поступает на второй ультразвуковой модулятор 13 света.
Параметры сигнала, формируемого генератором 5 импульсов, с линейной частотной модуляцией, следующие: а) несущая частота равна несущей частоте обрабатываемого сигнала; б) девиация частоты равна ширине спектра обрабатываемого сигнала; в) длительность импульса равна половине перепада задержек, соответствующего ли нейному участку дисперсионной характеристики четырехполюсника 4; г) характер изменения частоты в импульсе должен совпадать с характером изменения частоты импульсной реакции четырехполюсника
4 (например, если закон изменения частоты импульсной реакции четырехполюсника 4 «нарастающий», то закон изменения частоты в импульсе, формируемом генератором 5 импульсов, тоже нарастающий).
Сигнал, сформированный генератором импульсов 5, задерживается цепью 1 задержки на время, равное длительности сигнала на входе второго ультразвукового модулятора 18 света, усиливается электронным усилителем 3 и поступает на первый ультразвуковой модулятор 9 света. За это время растянутый четырехполюсником 4 входной сигнал полностью войдет в апертуру второго ультразвукового модулятора 13 света. Плоская световая волна, создаваемая источником б света, конденсором
7 и коллиматором 8, освещает первый ультразву.ковой модулятор 9 света и дифрагирует на ультразвуковых колебаниях, распространяющихся в нем. В задней фокальной плоскости входного объектива 10 формируется дифракционная картина на щелевом экране 11 с пространственными полосовыми фильтрами, расположенными в местах возникновения дифракционных максимумов плюс и минус первых порядков. Фокусные расстояния входного объектива 10 и формирующего объектива 12 и их взаимное расположение выбираются так, чтобы на второй ультразвуковой модулятор 18 света проецировалось увеличенное в два раза изображение радиоимпульса с линейной частотной модуляцией, распространяющегося в первом ультразвуковом модуляторе 9 света.
Если бы этот радиоимпульс проецировался без пространственной фильтрации, т. е. щелевым экраном 11, были бы пропущены все дифракционные максимумы, а на втором ультразву60
Предмет изобретения
Оптико-акустическое устройство, содержащее цепь задержки, электронные усилители и установленные на оптической оси источник света, конденсор, коллиматор, первый ультразвуковой модулятор света, входной объектив, щелевой экран, формирующий объектив,,второй ультразвуковой модулятор света, выход4 ковом модуляторе 18 света было бы сформировано увеличенное в два раза изображение, соответствующее по пространственным параметрам сигналу удвоенной длительности с несущей частотой и девиацией частоты в два раза меньшими, чем несущая частота.и девиация частоты радиоимпульса в первом ультразвуковом модуляторе 9 света. При этом скорость перемещения этого изображения в два раза больше скорости распространения сигнала во
|втором ультразвуковом модуляторе 18 света, если модуляторы 9 и 18 изготовлены;из одинакового материала.
Пространственная фильтрация, состоящая в том, что щелевым экраном 11 пропускаются только дифракционные максимумы плюс и минус первых порядков, позволяет получить увеличенное в 2 раза изображение радиоимпульса с линейной частотной модуляцией, которое соответствует по своим пространственным характеристикам импульсной реакции четырехполюсника 4, но смещается при этом со скоростью, в два раза большей скорости распространения сигнала во втором ультразвуковом модуляторе 18 света.
Таким образом, изображение радиоимпульса «догоняет и обгоняет» сигнал во втором ультразвуковом модуляторе 13 света. Взаимно корреляционная функция изображения радиоимпульса с линейной частотной модуляцией и сигнала, искаженного четырехполюсником 4, есть зеркальное изображение во времени входного сигнала устройства. При этом необходимый для корреляции сдвиг сигналов обеспечивается различной скоростью смещения изображения радиоимпульса с линейной частотной модуляцией и сигнала во втором ультразвуковом модуляторе 18. Выходной объектив
14 выполняет операцию интегрирования, а фо4О тоусилительный блок 15 преобразует переменный световой поток в электрические колеба-!
;ия.
Апертура второго ультразвукового модулятора 18 света должна быть выбрана таким об4> разом, чтобы время прооега ультразвуковых волн через нее было примерно а три длитель осги радиоимпульса с линейной частотной модуляцией больше удвоенной длительности обрабатываемого сигнала.
Апертура первого ультразвукового модулятора 9 света .выбирается такой, чтобы время пробега по ней радиоимпульса с линейной частотной модуляцией было примерно на две с половиной длительности этого радиоимпульса больше длительности обрабатываемого сигнала.
Составитель Ю, Козлов
Техред 3. Тараненко
Корректор А. Дзесова
Редактор Н. Данилович
Заказ 1654/11 Изд. № 355 Тираж 647 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография. пр. Сапунова, 2
Н0Н объектив и фотоусилительный блок, отличаюи ееся тем, что, с целью расширения полосы частот оорабатываемых сигналов и повышения эффективности работы устройства, в него введен дисперсионный четырехполюсник с линейной дисперсионной характеристикой и генератор импульсов с линейной частотной модуляцией, входы которых соединены со входом устройства,,выход дисперсионного четырехполюсника подключен через соответствующий усилитель к входу второго ультразвукового модулятора света, а выход генератора им5 пульсов подключен через последовательно соединенные цепь задержки и другой усилитель ко входу первого ультразвукового модулятора света.
