Фотоэлектрический анализатор спектра
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советснил
Социанистичесннл
Республик (и)920559 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.0780 (2! ) 2g67472/18-21 (51)N. Кл. с присоединением заявки №
G 0l и 23/16
111суалретллллык кемлтет
COCP
IIo лрлам лзвбретенлл к еткрытлй (23) Приоритет
Опубликовано 1Я) 482. Бюллетень ¹ 14
Дата опублнковання описания 1 0482 (53) УДК 621. 317.
° 757 (O88. 8) (72) Авторы изобретения
А.Б.Лукашенок и В.Е.Когутовский
Ф
/, i-ражцанской (7E ) Заявитель
Рижский Краснознаменный институт инжен авиации им. Ленинского комсомола (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА
Изобретение относится к электроий= мерительной технике и предназначено для измерения гармонических составляющих сигнала.
Известны анализаторы, содержащие оптико-механический узел, состоящий из задатчика колебаний, осветителей и многочисленных блоков, выполненных в виде мостовых схем с Фоторезисторами (11.
Недостатком известного анализатора является низкая точность измерений из-эа сложности выполнения множительно-суммирующего блока.
Цель изобретения - повышение точ15 ности измерений.
Эта цель достигается тем, что в фотоэлектрическом анализаторе спектра, содержащем два квадратурных канала измерения, состоящих из множи-.. тельных блоков по числу измеряемых гармоник, выполненных в виде мостовых схем с фоторезисторами в двух плечах, выходы которых через соответствующие интеграторы связаны с блоком регистрации, причем Фоторезисторы блока измерении первой гармоники Оптически связаны с истОчникОм постоянного света, входы «юстов этого блока подключены к источнику анализируемых сигналов, связанному с задатчиком вынужденных колебаний, а входы мостов остальных блоков подключены к источнику постоянного напряжения, вторые плечи всех мостов, эа исключением последнего блока измерения, выполнены в виде источников переменного света, два других плеча мостов последнего блока выполнены на резисторах, а фоторезисторные плечи всех мостов, эа исключением первого блока измерения, выполнены в виде последовательно соединенных двух фоторезисторов, при этом источники переменного света мостов каждого блока оптически связаны последовательно и перекрестно с фоторезис:торами последующих блоков измерения. 3 . 92
На чертеже представлена структур ная схема предлагаемого устройства..
Устройство содержит задатчик 1 вынужденных колебаний, источник 2 постоянного, света, блоки 3 измерения, источник 4 анализируемых сигналов, блок 5 регистрации, источники
6 переменного света, интеграторы 7, фоторезисторы 8, множительные блоки, выполненные в виде мостов 9- 12, резистор 13 и источник 14 постоянного напряжения.
Работает анализатор следующим образом.
Оптико-механический узел содержит источники 2 и 6 постоянного и переменного света и блок фоторезисторов, расположенных попарно и параллельно оси вращения светового модулятора. При вращении светового 2в модулятора с постоянной угловой скоростью перекрываются. площади свето" чувствительных, слоев фоторезисторов
8 по гармоническим законам sing t и cosQ t. Изменения световых потоков падающих от источника 2 постоянного света .на светочувствительные слои фоторезисторов 8 -8ь мостов 9 и 10 канала первой гармоники (и 1) пропорциональны законам sinu) t u cos u)t
С выходных диагоналей мостов 9 и 10, входные диагонали которых подключены к источнику.4 анализируемого сигнала, снимаются электрические сигналы, пропорциональные (i)
U>(t) в U(t)з1n&t, U",(t) = u(t)cosset, 25 Поскольку входные диагонали мостов 11 и 12 подключены к источнику
14 постоянного напряжения, с их выходных диагоналей снимаются электрические сигналы, кратные функциям
SO изменения сопротивлений активных плеч с фоторезисторами, т.е.
Ц1 (t) = U(t) sin ?и0 t;
Ц,() U(t) cps гЫ .
Соответственно изменяются освещенности осветителей 6 -64 мостов
11 и 12 канала второй гармоники
0559 4 где Rs среднее значение сопротив пения фоторезистора.
Так как соответствующие фоторезисторы последовательно соединены попарно в отдельных плечах мостов
11 и 12, суммарные значения сопротивлений их плеч в .итоге пропорциональны
Кратно законам выходных сигналов мостов 9 и 10 изменяются токораспределения в плечах с источниками 6 переменного света, что приводит к соответствующим изменениям их осве" .щенностей. Источники 6 -64 мостов 9 и 10 канала первой гармоники (n=l) специфическим образом оптически сопря жены с фоторезисторами 8 -8 мостов
11 и 12 канала второй гармоники (n=2), в результате чего имеем ае @Ег{ О -ЬИО®ып1сдg) г)
Е® ЮEo -йтЦ ) со гЫ 1
6364
Эти закономерности оптически
45 передаются в соответствующие изменения сопротивлений фоторезисторов
8 -8 мостов 11 и 12 канала третьей гармоники (n3).
Аналогичным образом изменяются освещенности осветителей б„ -64 мос,тов 11 и 12 канала предпоследней гармоники (n-l), которые, в свою очередь, трансформируются вместе с законами модуляции освещаемых площадей фоторезисторов в соответст вующее изменение их сопротивлений, в результате чего с выходных диагоналей мостов 11 и 12 канала высшей 920559 гармоники и снимаем электрические, сигналы, пропорциональные
U<(t) =- U(t) э1п nv) t;
U,<(t) = U(t) > cos n:и) t, После интегрирования электрических сигналов на выходе интеграторов
7 каналов отдельных гармоник анализатора получаем синфазные и квадратурные гармонические составляющие анализируемого сигнала, фиксируемые блоком 5 регистрации.
Таким образом, при непрерывном вращении вала задатчика 1 вынужденных колебаний с угловой скоростью, синхронизированной с круговой частотой коленчатого светового модуля-тора и с источником 4 анализируемого сигнала, на выходе анализатора одновременно получаем гармонические
;составляющие этого сигнала любого высшего порядка, при этом их измерение отличается высокой точностью.
Это достигается эа счет оптимизации. электрической схемы анализатора, содержащей ограниченное число (всего
2n) мостов и полной импедансометри" зв ческой развязки отдельных каналов.
В этой связи весьма просты операции, согласования между собой основных элементов схемы и в целом настройка анализатора. Реализация в работе мостов дифференциального принципа действия исключает погрешности из-за температурных флуктуаций и колебаний источников электрического питания.
6 формула изобретения
Фотоэлектрический анализатор спектра, содержащий два квадратур,ных канала измерения, состоящих из множительных блоков по числу измеряемйх гармоник, выполненных в виде мостовых схем с фоторезисторами в двух плечах, выходы которых через соответствующие интеграторы связаны с блоком регистрации, причем фотореэисторы блока измерения первой гармоники оптически связаны с источником постоянного света, входы мостов этого блока подключены к источнику анализируемых сигналов, связанному с .задатчиком вынужденных колебаний, а входы мостов остальных блоков подключены к источнику постоянного напряжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений, вторые плечи всех мостов, эа исключением последнего блока измерения, выполнены в виде источников переменного света, два других плеча мостов последнего блока выполнены на резисторах, а фоторе,зисторные плечи всех мостов, за исключением первого блока измерения, выполнены в виде последовательно соединенных двух фоторезисторов, при этом источники переменного света мостов блока оптически связаны последовательно и перекрестно с фоторезисторами последующих блоков измерения.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2801216/21, кл. G 01 R 23/16, 15.01.80.
