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        軍用光接收電子元器件的信號激勵器設(shè)計(jì)

        2021-12-24 12:46:27石蕊荊曉瑩
        消費(fèi)電子 2021年10期
        關(guān)鍵詞:信號

        石蕊 荊曉瑩

        光譜段的廣泛應(yīng)用推動了光電偵察和光電告警、光電對抗技術(shù)的快速發(fā)展,光電轉(zhuǎn)換器件的應(yīng)用也越來越廣泛。我國軍用光接收電子元器件經(jīng)歷了依賴進(jìn)口、對照仿研和自主設(shè)計(jì)的艱辛歷程,以激光探測、紅外探測、紫外探測為旗幟,我國自主開發(fā)的典型產(chǎn)品在型譜品類、性能參數(shù)等方面愈加成熟,為之提供配套的信號激勵器卻沒有得到足夠重視,發(fā)展速度緩慢。為提高電子元器件檢測、篩選、試驗(yàn)、測試的配套儀器設(shè)備水平,提升檢測技術(shù)的能力,需要根據(jù)具體電子元器件的工作譜段和能量需求,有針對性地開發(fā)相應(yīng)的信號激勵器,實(shí)現(xiàn)科學(xué)檢測、精準(zhǔn)檢測。本文以1550nm工作波長的激光接收光電管為檢測對象,設(shè)計(jì)一種滿足該器件工作波段和能量要求的信號激勵器。

        可用于測量視神經(jīng)濾波器光譜響應(yīng)的方法主要有干涉法、相移法、單邊帶法、雙邊控制法和外差頻率法。這些方法中的每一種都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),可以用于不一樣的場所。測量微波光伏組件的方式方法中,一個方向整形的一側(cè)設(shè)備測量因?yàn)樗木喗Y(jié)構(gòu)以及高精度測量而得到了廣泛的研究。

        實(shí)際上,具有上升下降沿的方波脈沖偽裝隨機(jī)序列的頻譜圖時,會與仿真得到的頻譜圖存在部分的差距。當(dāng)脈沖的上升下降沿斜率有所改變,頻譜周期信號發(fā)生變化,基波頻率不會改變。根據(jù)以上內(nèi)容可以判斷出偽隨機(jī)序列的頻譜特性受到時域脈沖上升沿和下降沿的影響。當(dāng)研究模型簡化為理想方波脈沖時,脈沖與序列的碼率相同,此時頻譜周期為最小。當(dāng)時域脈沖斜率減小,頻譜周期增大。

        (一)軍用光接收電子元器件信號激勵器窄線寬可調(diào)諧激光器

        軍用光接收電子元器件信號激勵器窄線寬調(diào)節(jié)激光器采用可連續(xù)調(diào)諧的激光器技術(shù)體制??烧{(diào)諧窄線寬激光器出光原理如圖1所示。

        圖1 光接收信號激勵器可調(diào)諧窄線寬激光器結(jié)構(gòu)示意圖

        其輸出的光信號波長與所測試器件的工作波長相同,為1545nm,輸出重頻1KHz??烧{(diào)節(jié)激光器(ITLY)產(chǎn)生集成高性能連續(xù)可以被調(diào)節(jié)的激光,在輸出的時候需要連接幾個超窄線寬中心波長的光纖光柵(FBG),從而窄化激光并壓制白噪音。

        (二)軍用光接收電子元器件信號激勵器光電探測器

        光電探測器的工作主要是利用內(nèi)光電效應(yīng),當(dāng)然在有些時候也可以同時利用外光電效應(yīng),光信號經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換,成為TTL電平的電信號。主要工作原理是依照光電效應(yīng),也就是電器收集電量的能力,使?fàn)顟B(tài)在運(yùn)動的時候發(fā)生了不一樣的變化,從而電信號誕生。電信號在輸出時表示為:

        式(1)中,R代表光電信號的電效率參數(shù),Em代表輸入光電探測器的光信號。

        采用的m序列屬于二進(jìn)制序列,固定值(如-1和1,或1和0)從信號電平中取出,這兩個固定值存在一定的周期特性和序列信號的特質(zhì)。按照預(yù)先設(shè)定的編碼規(guī)則輸出脈沖寬度不規(guī)則變化的周期性方波脈沖構(gòu)成了二進(jìn)制m序列。出于對待測器件測試要求的考慮,需要具備自主設(shè)置輸出頻率和脈寬的能力,故設(shè)定序列中的數(shù)值取+1或者-1的脈沖寬度是按照手動輸入的數(shù)值設(shè)定的,且序列在規(guī)定周期后反復(fù)出現(xiàn)。信號碼長序列周期長度的計(jì)算公式如下:

        將m序列由1和0電平變換轉(zhuǎn)換為以±1電平變換的序列信號,以便剔除信號地的干擾,增強(qiáng)激光器驅(qū)動能力,幅頻和相頻主要用來描述m序列的頻譜以及功率譜密度,m序列由頻率為預(yù)設(shè)定的輸出頻率與編碼構(gòu)成,所以m序列可以被看成是一組不相同頻率正弦函數(shù)的組合序列。

        偽隨機(jī)信號的產(chǎn)生主要是由誤碼儀作碼型來轉(zhuǎn)移發(fā)生。誤碼儀由發(fā)生碼型和接收錯誤碼兩部分組成,實(shí)現(xiàn)同一碼型的輸出、接收檢測和碼型對比。實(shí)驗(yàn)結(jié)論為設(shè)計(jì)的信號激勵器可以實(shí)現(xiàn)以1545nm中心波長、1KHz出光頻率、按照設(shè)定的碼型輸出信號光,實(shí)現(xiàn)對光接收電子元器件的驅(qū)動激勵。

        對于基于軍用電子設(shè)備的信號激勵來測量濾光器光譜響應(yīng)的方法,由于設(shè)備是獨(dú)立的設(shè)備,因此過程中測量會更困難。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,假設(shè)這些設(shè)備可以最終結(jié)合在一起,復(fù)雜度會被大幅度壓低,系統(tǒng)復(fù)雜度也會降低,測量頻率就會有所提升,軍用光接收電子元器件的信號激勵器設(shè)計(jì)以后也會得到更加長遠(yuǎn)地利用和發(fā)展。

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