Устройство цифровой регистрации что это

Устройства цифровой регистрации для лабораторной диагностики патологии глаз

Устройства цифровой регистрации – приборы для автоматической записи на носитель информации данных, поступающих с датчиков или других технических средств.

Компьютерный пневмотонометр

Это высокоточный самонаводящийся прибор, позволяющий оценить состояние внутриглазного давления бесконтактным методом. Мягкая струйка воздуха, отраженная от роговицы пациента попадает на специальный сенсор давления прибора, после чего компьютер анализирует полученные данные и выводит их цифровые значения на экране монитора.

Эти данные можно распечатать при помощи встроенного термопринтера. Компьютерный пневмотонометр автоматически определяет ошибочные значения, например, когда пациент моргнул или посмотрел в сторону от метки. Прибор делает измерение внутриглазного давления комфортным для пациента и быстрым (само исследование длится доли секунды), удобным для врача. Кроме того, при помощи метода компьютерной пневмотонометрии возможно выполнять исследования внутриглазного давления при повреждениях роговицы, а также в случае имеющей место у пациента аллергии на глазные капли.

Двойная сенсорная система. В пневмотонометре используется система измерения при помощи двух сенсоров: светового сенсора и сенсора давления. Световой сенсор определяет момент взаимодействия воздушного потока с роговицей глаза, в то время как датчик давления учитывает давление в воздушной камере. Эта новая система измерения позволяет оператору получать высокоточные и достоверные данные, которые не зависят от атмосферного давления, высоты и других внешних факторов.

Функция самодиагностики. Компьютерный пнемотонометр заранее предупреждает оператора о необходимости проведения технического обслуживания. При загрязнении линз инструмент сам сообщает об этом и указывает, какая именно линза нуждается в чистке (измерительная линза или линза камеры).

Преимущества бесконтактного измерения внутриглазного давления по сравнению с традиционным контактным методом:

• Бесконтактный метод измерения позволяет снимать данные у пациентов с поврежденной поверхностью роговицы.
• Занесении инфекции исключается.
• Исключается аллергическая реакция на капли.
• Процесс измерения более быстрый и удобный для врача и пациента.

Компьютерный авторефкератометр

Прибор при помощи невидимого для пациента низкоинтенсивного инфракрасного луча сканирует оптические среды глаза и роговицу. В результате он позволяет оценить преломляющую способность глаза пациента (причем возможно исследование в контактных линзах – для этого в приборе имеется специальная программа) и основные оптические свойства роговицы. Использование новых технологий в измерительной части позволяет получить точные результаты измерений рефракции и кератометрии даже при минимальном зрачке 2мм. Foggy-метод фиксации глаза на мишени делает измерения точными, снижая влияние аккомодации. Авторефкератометр дает возможность определить наличие астигматизма и дать его характеристики, определить межзрачковое расстояние, что необходимо при подборе очков. Особый режим ретроиллюминации позволяет диагностировать катаракту, а также полезен при подборе контактных линз. Прибор автоматически следит за состоянием глаза пациента. Измерение длится доли секунды, после чего данные распечатываются на встроенном термопринтере. Данные с прибора автоматически передаются в компьютерный фороптер, который за несколько секунд позволяет подобрать очки пациенту. Быстрая диагностика аккомодации: — Время проверки аккомодации от 49 до 101 секунды (для каждого глаза) — Получение простого для понимания трехцветного графика аккомодации — Не требуется подключение к ПК. — Функция количественной оценки катаракты — Функция быстрой диагностики аккомодации — Детальное исследование аккомодации — Измерение диаметра зрачка — Функция быстрого режима измерения рефракции. При проведении измерений пациента с катарактой, прибор отображает площадь непрозрачной части хрусталика в процентах.

7.2.1. Устройство цифрового измерительного регистратора

Цифровые измерительные регистраторы (ЦИР)  это изме­рительные преобразователи (или измерительные приборы), спе­циально предназначенные для динамических измерений и реги­страции меняющихся электрических и неэлектрических величин в течение длительного интервала времени. Объем памяти данных в ЦИР значительно больше, чем в ЦИП для статических изме­рений. Кроме того, аналого-цифровой преобразователь ЦИР обыч­но гораздо более быстродействующий, чем в структуре обычного ЦИП.

На рис. 7.1 приведена упрощенная структура ЦИР.

Рис. 7.1. Структура цифрового измерительного регистратора

Если ЦИР многоканальный, то на входе стоит коммутатор К, который последовательно (или по определенной программе) вы­бирает («опрашивает») исследуемые сигналы x₁(t), x₂(t),…, x_n(t) первичных измерительных преобразователей (датчиков). Далее вы­бранный сигнал подвергается аналоговым преобразованиям (в об­щем случае это могут быть масштабирование, т.е. усиление или деление сигнала, фильтрация, линеаризация). На схеме рис. 7.1, например, сигнал с выхода коммутатора К усиливается усилителем Ус и поступает далее на фильтр нижних частот ФНЧ, где подавля­ются высокочастотные помехи и шумы. Затем, с помощью устройст­ва выборки/хранения УВХ происходит дискретизация сигнала (пе­реход к дискретному времени) и квантование с помощью аналого-цифрового преобразователя АЦП. Последовательно получаемые в результате преобразования многочисленные результаты (коды) за­поминаются и хранятся в оперативном запоминающем устройстве ОЗУ достаточно большой емкости. По окончании процедуры реги­страции (или в процессе ее выполнения) эти данные могут быть выведены на индикатор Инд или переданы другим (внешним) устройствам по интерфейсу.

Узлы, отмеченные на рис. 7.1 пунктирной рамкой, могут отсут­ствовать в других вариантах структур ЦИР (контроллер на рис. 7.1 не показан).

Цифровые измерительные регистраторы уверенно вытесняют классические аналоговые средства динамических измерений/реги­страции. Сегодня они широко применяются в задачах мониторинга (длительного наблюдения) параметров технологических процессов, окружающей среды; при различных энергетических обследованиях.

7.2.2. Дискретизация, квантование и восстановление сигнала

Термины «дискретизация» и «квантование» – по существу синонимы, но так сложилось (и это общепринято), что используются они по-разному. Термин «дискретизация» применяется обычно для обозначения процедуры замены непрерывного аргумента (текуще­го времени) ограниченной последовательностью мгновенных зна­чений, т.е. перехода к дискретному времени. Термин «квантование» означает замену бесконечного множества значений непрерыв­ной функции (уровня сигнала) конечными значениями из огра­ниченного множества цифровых эквивалентов. Дискретизация и квантование реализуют аналого-цифровое преобразование, кото­рое является основой цифровой измерительной регистрации и имеет своей целью и результатом представление фрагмента непрерывно­го во времени и по уровню входного сигнала конечным числом цифровых эквивалентов (кодов).

По разным причинам обработка поступающих от АЦП цифро­вых данных не всегда выполняется в реальном времени (в темпе поступления исходных данных), поэтому необходимо промежу­точное запоминание и хранение массива кодов в некотором запо­минающем устройстве. Такая последовательность процедур диск­ретизации и квантования входного сигнала, запоминания и хра­нения кодов и является цифровой регистрацией. А поскольку в из­мерительных экспериментах требуется вполне определенная дос­товерность всех преобразований, то необходимо знание метроло­гических характеристик основных элементов структуры и всего устройства. В этом смысле речь идет о цифровой измерительной реги­страции.

В результате процедур дискретизации и квантования фрагмент непрерывного (во времени и по уровню) входного сигнала х(t) трансформируется в массив цифровых эквивалентов (кодов N_i), соответствующих дискретным отсчетам в моменты времени t₀, t₁, t₂, t₃,…, взятые с шагом дискретизации Т_д (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Дискретизация (а) и квантование (б) сигнала

Шаг дискретизации и интервал регистрации. Конкретная форма выполнения дискретизации определяется характером сигнала, его спектральным составом, требуемой точностью последующего циф­рового преобразования и/или восстановления в аналоговую форму, задачами и алгоритмами последующей цифровой обработки информации, представления и др. Наиболее простой вид дискре­тизации – равномерная дискретизация, при которой промежуток времени между соседними отсчетами (шаг дискретизации Т_д) по­стоянный в течение интервала регистрации Т_р. Равномерная диск­ретизация является в технической реализации наиболее простой, поэтому и применяется в большинстве случаев.

В некоторых случаях используется и неравномерная дискретиза­ция, в которой шаг дискретизации в процессе регистрации не по­стоянен, а определяется особенностями сигнала (например, ско­ростью изменения сигнала, т.е. текущим значением производной сигнала).

Рис. 7.3 иллюстрирует понятия шага дискретизации Т_д (проме­жутка времени между соседними отсчетами – результатами ана­лого-цифрового преобразования) и интервала регистрации Т_р (об­щего времени записи).

Рис. 7.3. Иллюстрация понятия шага дискретизации (а) и интервала регистрации (б)

Поскольку значение шага Т_д перед экспериментом может зада­ваться (программироваться пользователем) в некотором диапазо­не, то возникает вопрос выбора конкретного значения шага Т_д (или частоты F_д = 1/ Т_д) дискретизации. Этот вопрос является дос­таточно важным. Чем меньше шаг Т_д (или, что то же, чем больше частота F_д), тем лучше с точки зрения последующей обработки и восстановления сигнала. Но, с другой стороны, высокая частота дискретизации означает высокую скорость заполнения памяти ре­гистратора, объем которой ограничен. Для каждого отдельного экс­перимента значение частоты F_д определяется максимально воз­можной скоростью изменения входного сигнала; способом даль­нейшего использования цифровой информации; алгоритмом обработки данных; целями и задачами восстановления входного сиг­нала по его цифровым эквивалентам; спецификой представления графической информации; требуемой окончательной погрешно­стью; объемом памяти.

В практике электрических измерений есть задачи, где требуется высокая частота дискретизации F_д входных сигналов (высокое бы­стродействие АЦП). Например, при анализе спектрального соста­ва электрического сигнала напряжения сети может потребоваться частота дискретизации F_д = (100. 200) кГц (шаг дискретизации Т_д должен составлять, соответственно, 10. 5 мкс). В то же время есть задачи, где достаточны сравнительно низкие частоты дискретиза­ции (т.е. допустимы большие значения шага Т_д дискретизации). Практически все тепловые процессы – это медленно меняющие­ся процессы, при изучении которых возможна низкая частота дис­кретизации F_д. Например, для исследования характера изменения температуры в помещении в течение трех суток (т. е. общая про­должительность записи – интервал регистрации Т_р = 72 ч) циф­ровым регистратором шаг дискретизации Т_д может быть выбран равным 15 мин. Это означает, что по окончании записи будет заре­гистрировано (сохранено в памяти) общее число отсчетов (резуль­татов) N = 72  60/15 = 288. В некоторых случаях может оказаться достаточно информативным даже шаг дискретизации Т_д = 1 ч.

Восстановление и представление сигналов. Представление циф­ровых данных о зарегистрированном входном аналоговом сигнале х(t) (рис. 7.4, а) в графической форме возможно по-разному (рис. 7.4, б. г). Оно определяется требованиями задачи эксперимента, квалификацией оператора, возможностями аппаратуры и др.

Рис. 7.4. Способы восстановления и представления сигнала: а – входной сигнал; б – точечное представление; в – ступенчатая аппроксимация; г – линейная интерполяция

Восстановление может происходить в самом регистраторе/ана­лизаторе или в компьютере, который выполняет обработку и пред­ставление зарегистрированных данных. Наиболее простым и не требующим дополнительных затрат является так называемое то­чечное представление (рис. 7.4, б), применяемое в основном в циф­ровых осциллографах и анализаторах с матричными индикатора­ми и принтерами. Основанный на способности человеческого гла­за сглаживать последовательность множества точек при небольших расстояниях между ними, этот способ дает удовлетворительное качество изображения уже при разрешающей способности экрана 1,5. 2 точки/мм.

Несколько сложнее реализуется ступенчатая аппроксимация (см. рис. 7.4, в), однако при невысоких разрешающих способностях АЦП по времени и амплитуде может создаваться искаженное представление о входном сигнале. Между тем, это наиболее распрост­раненный способ восстановления и представления зарегистриро­ванных сигналов.

В любом случае, чем выше частота дискретизации в процессе регистрации и чем больше разрядность аналого-цифрового пре­образования, тем точнее впоследствии может быть восстановлен сигнал по массиву зарегистрированных цифровых данных.

Устройство регистрации цифровых изображений медицинских рентгеновских аппаратов (кассета с ФСЛ-экраном)

Другая продукция раздела «Оборудование для рентгенологии» (Всего 7)

Оборудование FUJIFILM, Япония

Компания Медкорп-МТ

Наш адрес:
г. Москва ,
ул. Мироновская, д. 33, стр. 26, метро «Семеновская»

• Конверт для пленки
• Рентгеновская пленка СЕА и химические реактивы (Агфа Н.В., Бельгия)
• Принтеры и расходные материалы Codonics
• Рентгенозащитные средства
• Медицинские мониторы
• Продукция для фотолабораторий
• Расходные материалы для УЗИ и ЭКГ
• Оборудование для рентгенологии
• Прочая продукция

устройство цифровой регистрации оптических импульсных сигналов

Использование: исследование однократных быстропротекающих процессов, например, в ядерной физике. Технический результат: понижение нижнего предела динамического диапазона измеряемой мощности оптического импульсного сигнала. Сущность: снижение деградации исследуемого сигнала путем уменьшения числа его циркуляций без уменьшения числа выборок. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения

1. Устройство цифровой регистрации оптических импульсных сигналов, содержащее волоконно-оптическую рециркуляционную линии задержки, фотодетектор, блок выборки и хранения, генератор стробирующих импульсов, устройство преобразования информации, отличающееся тем, что дополнительно содержит высокочастотный делитель, блок запуска генератора, второй блок выборки и хранения, причем выход волоконно-оптической рециркуляционной линии задержки через фотодетектор подключен к входу высокочастотного делителя, первый и второй выходы которого через первый и второй блоки выборки и хранения подключены к первому и второму входам блока преобразования информации соответственно, а третий выход через блок запуска генератора — к входу генератора стробирующих импульсов, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам первого и второго блоков выборки и хранения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генератор стробирующих импульсов содержит источник излучения, оптический делитель, первую и вторую волоконно-оптические рециркуляционные линии задержки, волоконно-оптическую линию задержки, первый и второй фотодетекторы и блок формирования стробирующего импульса, вторую волоконно-оптическую линию задержки и второй блок формирования стробирующего импульсов, причем выход источника излучения через первую волоконно-оптическую линию задержки подключен к входу оптического делителя, первый выход которого через первую волоконно-оптическую рециркуляционную линию задержки подключен к входу первого фотодетектора, выход которого подключен к входу первого блока формирования стробирующего импульса, второй выход оптического делителя через вторую волоконно-оптическую линию задержки подключен к входу второй волоконно-оптической рециркуляционной линии задержки, выход которой через второй фотодетектор подключен к входу второго блока формирования стробирующего импульса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к информационно-измерительной техники и предназначено для цифровой регистрации однократных оптических импульсных сигналов и может быть использовано в научных исследованиях по ядерной физике.

В настоящее время для измерения формы оптических сигналов в нано- и субнаносекундном диапазоне используют их преобразование в электрический аналог с последующей регистрацией его как обычного электрического сигнала. Для цифровой регистрации электрических сигналов в указанном временном диапазоне чаще всего применяют метод преобразования временного масштаба, в основе которого лежит дискретизация электрического сигнала, т.е. выделение мгновенных значений из этого сигнала — выборок, соответствующих известным моментам времени, запоминание этих значений с последующим относительно медленным считыванием.

Известно устройство [1] для исследования одиночных импульсов, характеризующих переходные процессы, возникающие при атомных взрывах. Устройство состоит из волоконно-оптического направленного ответвителя, кольцевого волоконно-оптического тракта с усилителем и запоминающего осциллоскопа. Исследуемый оптический сигнал вводится через волоконно-оптический направленный ответвитель в волоконно-оптический тракт, где он циркулирует. Потери мощности сигнала, возникающие при циркуляциях, возмещаются усилителем. После каждой циркуляции часть мощности сигнала через волоконно-оптический направленный ответвитель поступает на запоминающий осциллоскоп для регистрации в режиме выборки. Цифровой регистрации данное устройство не производит.

Недостатком данного устройства является необходимость усиления регистрируемого сигнала, что приводит к его искажениям вследствие нелинейности усиления и шумов усилителя.

Известно устройство [2] для регистрации формы однократных или редкоповторяющихся оптических и электрических сигналов, содержащее основной оптический циркуляционный контур, подключенный к основному оптическому ответвителю, светоделитель-раздвоитель, оптический элемент задержки, оптический коммутатор, фотодетекторы, дополнительный оптический циркуляционный контур, подключенный к дополнительному оптическому ответвителю, блок формирования стробирующих импульсов и блок выборки и хранения, причем вход светоделителя-разделителя через оптический коммутатор соединен с информационными входами устройства, первый и второй входы — с основным и дополнительным оптическим ответвителем соответственно, выход дополнительного оптического ответвителя напрямую, а выход основного оптического ответвителя через оптический элемент задержки соединены с первым и вторым фотодетекторами соответственно, выход второго фотодетектора соединен с первым выходом блока выборки и хранения, выход первого фотодетектора через блок формирования стробирующих импульсов — со входом второго входа блока выборки и хранения, выход которого является информационным выходом устройства.

Недостатком этого устройства является то, что он имеет малый динамический диапазон измеряемой мощности оптического импульсного сигнала вследствие ограничения его по нижнему пределу этого диапазона. Это связано с тем, что циркуляция последуемого сигнала в оптическом циркуляционном контуре приводит к его деградации, которая будет выражаться в уменьшении мощности циркулирующего в оптическом контуре сигнала из-за отвода ее части через оптический ответвитель на предыдущих циркуляциях для регистрации и потерях в оптическом ответвителе и оптическом контуре в соответствии с формулой:
P n = K d (1-K) 2 K n-2 a n 1 -1 a n P 0 , n=2,3. (1)
где
n — номер циркуляции; K d — коэффициент деления оптического раздвоителя; K — коэффициент связи направленного ответвителя; а, a 1 — коэффициенты пропускания оптического ответвителя и оптического контура соответственно. Нижний предел динамического диапазона P min из формулы 1 при N циркуляциях (или, что то же самое в данном устройстве, числе выборок), соответствующих временной развертке dT = N * t, определяется по формуле
P min = dP ф /K d (1-K) 2 K N-2 a N 1 -1 a N , (2)
где
dP ф — чувствительность фотодетектора. При N = 32 K d = 0,5, K = 0,9375, a 1 = 0,9954, a = 0,9988, dP ф = 0,5 мкВт, нижний предел динамического диапазона будет равен P min = 2127,5 мкВт.

Наиболее близким техническим решением является устройство [3] для измерения параметров оптических одиночных импульсов, содержащее основной оптический циркуляционный контур, подключенный к оптическому ответвителю, светоделитель-раздвоитель, оптический элемент задержки, оптический коммутатор, фотодетекторы, дополнительный оптический циркуляционный контур, блок формирования строб-импульсов и блок выборки и хранения.

Известное устройство также имеет малый динамический диапазон измеряемой мощности оптического импульсного сигнала.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявленным изобретением, является понижение нижнего предела динамического диапазона измеряемой мощности оптического импульсного сигнала за сет изменения числа циркуляций оптического импульсного сигнала без уменьшения числа выборок.

Технический результат в устройстве цифровой регистрации оптических импульсных сигналов, содержащем волоконно-оптическую рециркуляционную линию задержки, фотодетектор, блок выборки и хранения, генератор стробирующих импульсов, блок преобразования информации, достигается тем, что устройство дополнительно содержит высокочастотный делитель, блок запуска генератора, второй блок выборки и хранения, причем выход волоконно-оптической рециркуляционной линии задержки через фотодетектор подключен к входу высокочастотного делителя, первый и второй выходы которого через первый и второй блоки выборки и хранения подключены к первому и второму входам блока преобразования информации соответственно, а третий выход через блок запуска генератора подсоединен к входу генератора стробирующих импульсов, первый и второй выходы которого подключены к вторым входам первого и второго блоков выборки и хранения соответственно.

Технический результат в устройстве обеспечивается также тем, что генератор стробирующих импульсов содержит источник излучения, оптический делитель, первую и вторую волоконно-оптические рециркуляционные линии задержки, волоконно-оптическую линию задержки, первый и второй фотодетекторы и блок формирования стробирующего импульса, вторую волоконно-оптическую линию задержки и второй блок формирования стробирующего импульса, причем выход источника излучения через первую волоконно-оптическую линию задержки подключен к входу оптического делителя, первый выход которого через первую волоконно-оптическую рециркуляционную линию задержки подключен к входу первого фотодетектора, выход которого подключен к входу первого блока формирования стробирующего импульса, второй выход оптического делителя через вторую волоконно-оптическую линию задержки подключен к входу второй волоконно-оптической рециркуляционной линии задержки, выход которой через второй фотодетектор подключен к входу второго блока формирования стробирующего импульса.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в существенном понижении деградации исследуемого сигнала путем уменьшения числа его циркуляций без уменьшения числа выборок.

Функциональная схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1, функциональная схема генератора стробирующих импульсов — на фиг. 2, временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства, — на фиг. 3.

Устройство состоит из волоконно-оптической рециркуляционной линии задержки (ВОРЛЗ) 1, фотодетектора (ФД) 2, высокочастотного делителя (ВЧД) 3, блока запуска генератора (БЗГ) 4, генератора стробирующих импульсов (ГСИ) 5, блоков выборки и хранения (БВХ) 6 и 7, блока преобразования информации (БПИ) 8.

Генератор стробирующих импульсов ГСИ 5 состоит из источника излучения (ИИ) 9, волоконно-оптической линии задержки (ВОЛЗ) 10, оптического делителя (ОД) 11, ВОЛЗ 12, ВОРЛЗ 13, ВОРЛЗ 14, ФД 15, ФД 16, блоков формирования стробирующего импульса (БФСИ) 17 и БФСИ 18.

Предлагаемое устройство, например, может быть изготовлено из следующих блоков:
ВОРЛЗ 1, ВОРЛЗ 13 и ВОРЛЗ 14 — волоконно-оптическая рециркуляционная линия задержки из [4].

ФД 2, ФД 15 и ФД 16 — лавинные фотодиоды ЛФДГ 70, выпускаемые МП «Мэтэк» при заводе «Полюс».

ВЧД 3 — согласованный по нагрузке 50 Ом делитель мощности в полосе частот от 0 до 18 ГГц из комплекта серийно выпускаемого осциллографа С1-19.

БЗГ 4 — серийно выпускаемый генератор Г5-84.

БВХ 6,7 и БФСИ 17, 18 — аналогичные блоки из серийно выпускаемых стробоскопических осциллографов С1-122 ЯЧС-100, известных из технического описания ГВ2.206.120 ТО.

БПИ 8 — устройство преобразования информации СУПИ 24, изготавливаемое Научно-исследовательским институтом импульсной техники Министерства атомной промышленности.

ИИ 9 — лазерный диод ИЛПН-206, изготавливаемый НТЦ «Микролазер» завода «Полюс».

В качестве ВОЛЗ 10, 12 может служить отрезок оптического волокна того же типа, что использован в ВОРЛЗ 1 с длиной L, равной — L = ct з , где c — скорость света в оптическом волокне (210 8 м/с), t з — требуемое время задержки,
ОД 11 — оптический разветвитель 12, выполненный НПК Перспективных Технологий для волоконно-оптических линий.

Устройство работает следующим образом. Импульсный оптический сигнал (ИОС) поступает на вход ВОРЛЗ 1 (фиг. 3а), где начинает циркулировать, образуя на выходе ВОРЛЗ 1 последовательность импульсных сигналов с периодом То, представляющих собой копии ИОС, амплитуда которых умножена на коэффициент амплитудного масштабирования K, зависящий от номера циркуляции по формуле
K(n) = (1-K) 2 K n-2 a n 1 -1 a n , n = 2. N. (3)
Эта последовательность поступает через ФД 2, где она преобразуются в последовательность электрических аналогов, на вход ВЧД 3 (фиг. 3б). С первого, второго и третьего выходов ВЧД 3 последовательность электрических аналогов поступает на входы БВХ 6, БВХ 7 и БЗГ 4 соответственно. По первому импульсу этой последовательности БЗГ 4 формирует на своем выходе сигнал, который поступает на вход ГСИ 5 и по которому на первом и втором выходах ГСИ 5 образуется последовательность стробирующих импульсов со следующими временными характеристиками: на первом выходе с временной задержкой и периодом на втором выходе с временной задержкой и периодом где dt — шаг дискретизации по времени, dT — временная развертка. Эти стробирующие импульсы поступают на вторые выходы БВХ 6 и 7 (фиг. 3в, д). По приходу стробирующих импульсов БВХ 6 и 7 делают выборки сигнала, присутствующего в этот момент на их первых входах, которые поступают на первый и второй входы УПИ 8, которое накапливает эти выборки в виде массивов M1 и M2, полученных соответственно с первого и второго входов УПИ 8. Затем УПИ 8 обрабатывает информацию о ИОС по заложенной в него программе, составленной по следующему алгоритму:
1) Элементы массивов M1 и M2 делятся на коэффициент амплитудного машстабирования K(n),
M1 (n) = M1 (n)/K (n),
M2 (n) = M2 (n)/K (n),
n = 1, . N.

2) Элементы массива M2 переставляются так, чтобы первый элемент стоял на последнем месте, второй элемент на предпоследнем и т.д.

Если обозничить через M2 переставленный массив, то математически это можно переписать в виде:
M2 (n + 1) = M2 (N-n), n = O, . N -1;
3. Формируется массив временных отсчетов:
T (n) = (n — 1)dt, n = 1, . 2 N.

4) Формируется массив значений ИОС в моменты времени T(n):
M(n) = M1 (n), n = 1, . N;
M(n) = M2 (n — N), n = N+1, . 2N.

Сформированные массивы T(N) и M(N) затем могут быть визуализированы или сохранены для дальнейшего использования.

ГСИ 5 работает следующим образом. Входной электрический импульсный сигнал запуска преобразуется на ИИ 9 в оптический аналог импульса запуска. Этот аналог поступает через ВОЛЗ 10, где задерживается на время на вход ОД 11. На ОД 11 сигнал запуска делится на две части, которые с первого и второго выходов ОД 11 поступают на вход ВОРЛЗ 13 и через ВОЛЗ 12 на ВОРЛЗ 14. В ВОРЛЗ 13, 14 поделенный сигнал запуска начинает циркулировать, образуя на их выходах последовательности импульсов с периодами следования соответственно. Импульсы этих последовательностей поступают через ФД 15, 16, где они преобразуются в электрические аналоги, соответственно на входы БФСИ 17, 18, БФСИ 17, 18 преобразуют эти импульсы в импульсы строба, поступающие на выходы ГСИ.

Таким образом получается, что БВХ 6 оцифровывает переднюю половину ИОС, делая выборки слева направо, а БВХ 7 оцифровывает заднюю половину ИОС, делая выборки справа налево. За счет этого удается уменьшить число циркуляций ИОС в два раза по сравнению с прототипом при том же числе выборок. А это в свою очередь позволяет понизить нижний предел динамического диапазона.

Нижний предел динамического диапазона в предлагаемом устройстве определяется формулой

где
N» — число выборок, которое связано с числом циркуляцией N как N»=N/2, остальные параметры прототипа из (2). При тех же значениях параметров, что и в прототипе для предлагаемого устройства получаем = 345,1 мкВт, что примерно в 6 раз лучше в прототипе.

Генератор оптических импульсов имеет те же недостатки, что и в прототипе, однако, так как число циркуляций импульсов по каждому его каналу в два раза меньше, то эти недостатки не существенны.

Таким образом, предлагаемое устройство уменьшает нижний предел динамического диапазона в 6 раз по отношению к прототипу.

1. Photonics Spectra, v. 29, N 1, 1995, p. 50, 52.

2. Патент РФ N 2100815, 27.12.97.

3. Авторское свидетельство СССР N 571788, кл. G 04 F 13/02, 1977.

4. SPIE Vol.326 Finer Optics-Technology 82(1982), p.108-115.