Dispositivo de transformación de Fourier
Descripción general
 En la transformada de Fourier unidad realiza una transformada de Fourier por la introducción de una señal de luz modulada por la señal eléctrica analógica al prisma, la reducción en el tamaño del aparato es para habilitar el procesamiento en tiempo real de alta velocidad y un procesamiento de la señal de alta frecuencia. El dispositivo de transformada de Fourier comprende una parte de conversión electroóptica 10, un prisma 20 y una parte de conversión fotoeléctrica 30. La unidad de conversión fotoeléctrica 30 recibe la señal eléctrica analógica S1 y emite una señal de luz láser modulada S2 modulada en amplitud por la señal eléctrica analógica S1. El prisma 20 recibe la señal de luz láser modulada S2 y emite las señales ópticas S21 y S22 en las que las ondas de banda lateral están sometidas a transformación de Fourier. El convertidor fotoeléctrico 30, la transformada de Fourier de señales ópticas S21, S22 y secuencialmente transformar en una señal eléctrica a la entrada, y da salida a una señal eléctrica analógica transformada de Fourier S3.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un aparato de transformada de Fourier y, en particular, a un aparato de transformada de Fourier que realiza transformada de Fourier introduciendo una señal óptica modulada con una señal eléctrica analógica en un prisma.
Antecedentes de la técnica
En general, la transformada de Fourier es una técnica para el análisis de espectro de una forma de onda de señal arbitraria.
Esto es, como es bien sabido, cualquier función de forma de onda de señal de tiempo f (t) (∞ F (ω) = ∫f (t) e - jWtdt (1)
La conversión de f (t) a F (ω) de acuerdo con el rango integral (∞ a ∞) se llama transformada de Fourier.
Además, en el mismo caso,
f (t) = (1 / 2π) ∫ F (ω) ejWt dω (2)
La conversión de F (ω) a f (t) de acuerdo con el rango integral (∞ a ∞) se llama transformada de Fourier inversa.
En las ecuaciones (1) y (2), f (t) y F (ω) son equivalentes como información, y si se conoce uno, el otro se puede obtener de cada ecuación. Por lo tanto, es más fácil de entender manejando la forma de onda de la señal f (t) convirtiéndola al espectro F (ω) en lugar de hacerlo directamente, y es fácil de procesar.
Dicha transformación de Fourier se ha usado convencionalmente en diversos campos industriales, tales como tecnología de comunicación, instrumentos de medición, análisis de impresión de voz, y su valor de utilidad ha ido aumentando cada vez más.
Entre ellos, OFSK (ortogonal Frequency Shift Keying), que es un sistema de transmisión de comunicación en Europa, se utiliza como un ejemplo de tecnología de comunicación. El método de transmisión de la comunicación, por Fourier transformada inversa en el lado de transmisión ((2)) la señal radiada en el aire, por transformada de Fourier en el lado de recepción ((1)) está destinado a demodular.
Tarea de solución
Sin embargo, dado que la transformada de Fourier convencional se ha realizado exclusivamente sometiendo la señal digital discreta al procesamiento de la señal, existían los siguientes problemas.
(1) Todo el dispositivo de transformación de Fourier es grande.
Es decir, la transformada de Fourier del sistema de procesamiento de señal digital convencional es una denominada transformada de Fourier discreta (DFT) y la transformada de Fourier rápida (FFT: FastFourier Transformation).
Sin embargo, esta FFT requiere una memoria de gran capacidad para manejar señales digitales, y todo el dispositivo de transformación de Fourier se vuelve grande.
(2) El procesamiento en tiempo real no se puede realizar.
La transformación de Fourier por FFT es un método de procesamiento de distintivos en el que una señal analógica se convierte en una señal digital mediante un convertidor A / D y, una vez almacenada en la memoria mencionada, se realiza el procesamiento. Por lo tanto, no se puede realizar el procesamiento en tiempo real a alta velocidad. Con esto, es posible procesar señales de baja frecuencia, pero es difícil procesar señales de alta frecuencia.
Un objeto de la presente invención, la transformada de Fourier unidad realiza una transformada de Fourier por la introducción de una señal de luz modulada por la señal eléctrica analógica al prisma, la reducción en el tamaño del dispositivo, para permitir el procesamiento en tiempo real y el procesamiento de señales de alta frecuencia de alta velocidad Para hacer
Solución
La presente invención es, por encima de Fourier de procesamiento de señal digital convencional transformar dispositivo se incluye en vista del problema de tamaño e insignias tratamiento causó el dispositivo, después de la transformada de Fourier a la señal óptica de entrada modulada por la señal eléctrica analógica a las líneas de prisma Al convertirlo en una señal eléctrica analógica mediante un sensor, la miniaturización del dispositivo, el procesamiento en tiempo real y el procesamiento de señal de alta frecuencia hacen posible resolver el problema anterior.
Así, la configuración de la presente invención, como se muestra en la Fig. 1, una amplitud de señal S2 haz láser modulado modulada por una señal eléctrica analógica S1 a transformada de Fourier las bandas laterales es introducida en el prisma 20, el S21 señal óptica después de la transformada de Fourier mediante la conversión de señales eléctricas secuencialmente S22, es posible transformada de Fourier sigue siendo una señal analógica, junto con la miniaturización del dispositivo, que actúa para permitir el procesamiento en tiempo real y el procesamiento de señales de alta frecuencia de alta velocidad .
Descripción de las realizaciones preferidas A continuación, la presente invención se describirá con referencia a los dibujos adjuntos. La figura 1 es un diagrama que muestra una realización de la presente invención. El número de referencia 10 denota una unidad de conversión electroóptica, 20 denota un prisma y 30 denota una unidad de conversión fotoeléctrica.
A. Configuración
Transformada de Fourier aparato mostrado en esta realización, como se muestra en la Fig. 1, incluye un convertidor electro-óptico 10 y el prisma 20 y la unidad de conversión fotoeléctrica 30, además, entre la unidad de convertidor óptico 10 y el prisma 20, lente condensadora 40 y la corrección Se inserta un filtro 50.
Como se muestra en la figura, la sección de conversión electroóptica 10 está provista de un preamplificador de corrección lineal 10 A, un amplificador de accionamiento 10B, un diodo láser 10D, un transistor bipolar 10E y su resistencia de emisor 10, y un circuito de estabilización 10G del diodo láser 10D.
Como se describió anteriormente, la sección de conversión electroóptica 10 introduce la señal eléctrica analógica S1 y emite la señal de luz láser modulada S2. En este caso, la luz láser se utiliza porque tiene una única propiedad espectral Esto se debe a que es excelente en coherencia y directividad. Es decir, como en la presente invención, la luz láser que tiene coherencia o similar es la más adecuada como luz utilizada en el campo de comunicación, etc. modulando con la señal eléctrica analógica S1.
En general, un oscilador láser se clasifica en un láser de gas, un láser sólido, un láser líquido y un láser semiconductor con referencia a un medio láser. Como es bien sabido, un láser de gas, láser de CO2, láser Ar, un láser de estado sólido, láser de rubí, láser Nd: YAG o similar, un láser de líquido, un láser de colorante, un láser semiconductor, un diodo láser Y así sucesivamente. En esta realización, como se muestra en la figura, se usa un diodo láser 10D que es una clase de láser semiconductor.
Una fuente de alimentación de accionamiento 10 C está conectada al lado del ánodo del diodo de láser 10 D, y un transistor bipolar 10 E está conectado al lado del cátodo. Con esta configuración, los electrodos de base de los transistores 10E bipolar, mediante el control de la corriente I de conducción mediante la introducción de una señal eléctrica analógica S1, desde el diodo láser 10D, haz láser modulado eléctrica analógica de la señal S1 es se superpone modulada en amplitud La señal S2 sale.
La lente condensadora 40 de la siguiente etapa converge la señal modulada de luz láser S2 emitida desde la sección de conversión electroóptica 10 a una viga y el filtro de corrección 50 se inserta para el ajuste de nivel.
El prisma 20 recibe el láser S2 señal de luz modulada, y dar salida a una señal óptica S21, S22, que es la transformada de Fourier, en la presente forma de realización, una por la lente de condensador 40 emitida desde la unidad de conversión electro-óptica 10 La onda de banda lateral de la señal de luz láser modulada S2 que ha pasado a través del filtro de corrección 50 es transformada por Fourier mediante el prisma 20.
En general, si se lleva a cabo la luz incidente sobre el análisis espectral prisma, la frecuencia es bien conocido que diferentes análisis se emite luz, en la presente invención, introduce el láser S2 señal de luz modulada al prisma 20 ilustrada , Y realiza la transformada de Fourier en la onda de banda lateral para emitir las señales de luz espectral S21 y S22.
Es decir, láser modulado señal de luz S2 que debe introducirse en el prisma 20, (1) correspondiente a f (t) en la fórmula, la señal óptica de salida S21, S22 desde el prisma 20, el F (omega) en (1) Corresponde
La conversión fotoeléctrica unidad 30 secuencialmente convierte en una señal eléctrica mediante la introducción de la señal óptica S21, S22, que es la transformada de Fourier, y da salida a una señal eléctrica analógica S3 de transformada de Fourier, como se ilustra, el sensor de línea 30A y su generador de temporización 30B, y un amplificador de corrección lineal 30C.
El sensor de línea 30A es un dispositivo para introducir las señales de luz de banda lateral S21 y S22 Fourier transformadas por el prisma 20 de la etapa anterior y convertirlas secuencialmente en señales eléctricas. El sensor de línea 30 A es un tipo de sensor óptico que detecta una señal óptica y la convierte en una señal eléctrica, y el sensor de imagen 30 A está dispuesto de forma unidimensional.
Esto es, mediante la conversión de la bidimensional tipo S21 señal óptica, S22, señal eléctrica secuencialmente unidimensional en sincronización con el S4 señal de temporización desde el generador de temporización 30B, 30C a través de un amplificador de corrección lineal, transformada de Fourier analógica La señal eléctrica S3 se emite en tiempo real.
B. Comportamiento
El funcionamiento del aparato de transformación de Fourier que tiene la configuración anterior se describirá a continuación. En primer lugar, cuando se introduce la señal eléctrica analógica S1 en el convertidor eléctrico / óptico 10, la señal eléctrica analógica S1 se introduce en el electrodo de base del transistor bipolar 10E.
En consecuencia, la corriente I de conducción del diodo láser 10D es controlada, desde el diodo láser 10D, modulada amplitud de la señal S2 de luz láser modulada por una señal eléctrica analógica S1 se emite.
La señal de luz láser modulada S2 sobre la que se superpone la señal eléctrica analógica S1 es transmitida por la lente del condensador 40 y entrada al prisma 20 de la siguiente etapa a través del filtro de corrección 50.
En el prisma 20, la banda lateral de la señal S2 de luz láser modulada se convierte la señal óptica de Fourier después de la transformación de Fourier S21, S22 son salida y la entrada a la siguiente etapa de la unidad de conversión fotoeléctrica 30.
En el convertidor fotoeléctrico 30 por el sensor de línea 30A, las señales ópticas S21, S22 se convierten secuencialmente en una señal eléctrica en sincronismo con la señal de temporización S4, a través de corrección lineal 30C amplificador, son de salida transformada de Fourier analógica señal eléctrica S3 .
Es decir, de acuerdo con la presente invención, convierte la señal eléctrica en una señal óptica sigue siendo una señal analógica a la transformada de Fourier, y porque después de la transformada de Fourier también convierte una señal óptica en una señal eléctrica sigue siendo una señal analógica, una señal digital En comparación con el sistema convencional que lo convierte y lo convierte en una memoria de gran tamaño y todo el aparato se vuelve pequeño.
Además, la señal eléctrica de la unidimensional es una colección de por así decirlo un punto, que se convirtió en dos dimensiones señal óptica es un conjunto de superficies, puesto que la transformada de Fourier usando el prisma 20, en comparación con el convencional Dado que el tiempo empleado para la transformada de Fourier es igual a cero y el sensor de línea 30 A se usa para la unidad de conversión fotoeléctrica 30, el procesamiento de la señal después de la transformación de Fourier también se realiza en tiempo real.
Por lo tanto, se hizo posible el procesamiento en tiempo real a alta velocidad y también se habilitó el procesamiento de señal de alta frecuencia.
Efecto de la invención
Como se ha descrito anteriormente, de acuerdo con la presente invención, la transformada de Fourier unidad, una unidad de electro-óptico de conversión 10 que da salida a una amplitud de la señal S2 haz láser modulado modulada por una señal analógica S1 eléctrica, y el prisma 20 a transformada de Fourier la señal de luz láser modulada S2 , mediante la construcción de la unidad de conversión fotoeléctrica 30 para la conversión de señales eléctricas secuencialmente las señales ópticas S21, S22 después de la transformada de Fourier, lo que ahora es la transformada de Fourier en el estado de las señales analógicas, la reducción del tamaño del aparato, De este modo, se obtiene un efecto técnico que permite el procesamiento en tiempo real a alta velocidad y el procesamiento de señales de alta frecuencia.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es un diagrama que muestra una realización de la presente invención.
10 sección de conversión de luz eléctrica
20 Prisma
30 convertidor fotoeléctrico
40 lentes concentradas
50 filtro de corrección
Reclamo
1. Un modulador óptico que comprende: una sección de conversión electroóptica que introduce una señal eléctrica analógica S1 y emite una señal modulada de luz láser S2 modulada en amplitud por la señal eléctrica analógica S1; un prisma 20 para dar salida a una señal óptica S21, S22 que se transforman Fourier, fotoeléctricamente convierte señales eléctricas secuencialmente mediante la introducción de una señal óptica S21, S22 que se convierte de Fourier emite una señal eléctrica analógica S3 de transformada de Fourier Y una unidad de conversión 30.
2. Dispositivo de transformación de Fourier según la reivindicación 1, en el que la sección de conversión electroóptica está constituida por un diodo láser.
3. Dispositivo de transformada de Fourier según la reivindicación 1, en el que una lente de condensación y un filtro de corrección se insertan entre la parte de conversión electroóptica y el prisma.
4. Dispositivo de transformación de Fourier según la reivindicación 1, en el que dicha parte de conversión fotoeléctrica está constituida por un sensor de línea.
Dibujo :
Application number :1996-320733
Inventors :インターニックス株式会社
Original Assignee :堀敏夫