Cтраница 4
В тех случаях, когда параметрический преобразователь с ферромагнитным сердечником используется как параметрический генератор, флуктуационные явления в сердечнике, возбуждаемые полем накачки, вызывают флуктуации амплитуды и частоты генерируемых колебаний, нарушая стабильность его работы. Было установлено, что спектр хаотической амплитудной модуляции субгармоник параметрона, выполненного на тонких пермаллоевых пленках с ортогональным возбуждением, спадает как 1 / / у где 7 - фактор порядка единицы, причем интенсивность этого шума уменьшается с ростом постоянного поляризующего поля. В зависимости от напряженности поля накачки Нт спектральная плотность амплитудных флуктуации имеет минимум в середине области генерации. Спектральная плотность частотных флуктуации с ростом Нт непрерывно увеличивается, а с ростом постоянного поляризующего поля уменьшается. [46]
Наиболее простым методом регистрации является фотографирование интерференционных картин с последующим определением контрастности полос. Наряду с легкой реализуемостью и наглядностью, этот метод обладает, однако, существенными недостатками. Главным из них является практическая невозможность регистрировать большие набеги фаз и работать в условиях значительных амплитудных флуктуации. Тем не менее этим методом были получены некоторые важные результаты. В работах [12, 13] исследовалась зависимость структурной функции флуктуации фазы от разнесения точек наблюдения и была показана тенденция к ее насыщению, а в работе [14] были измерены корреляционные функции флуктуации фазы. [47]
Благодаря этому, независимо от измеряемой разности фаз, фазовый компенсатор работает только на участке рабочей характеристики 0 - 2я рад, чем обеспечивается минимум нелинейных искажений. Поскольку в результате автоподстройки разность фаз 65 всегда поддерживается вблизи величины, кратной 2я рад, влияние амплитудных флуктуации оптического поля Ac ( t) незначительно. Емкость двоичного счетчика может быть сделана достаточно большой для проведения измерений в необходимом диапазоне изменения разности фаз. Так, при разрешении 0 1 рад 10-разрядный счетчик обеспечивает измерения в диапазоне 16я рад, добавление одного разряда удваивает диапазон измерений. Для визуализации регистрируемого процесса в фазометре предусмотрен второй цифроаналоговый преобразователь 19, содержащий, как и преобразователь 14, шесть токовых ключей, переключаемых по шести триггерам реверсивного счетчика. Выход преобразователя согласован со стандартным входом осциллографа. Благодаря принятой схеме считывание аналогового сигнала производится с неизменной относительной ошибкой 0 2 % независимо от диапазона измерений. Данная схема фазометра позволяет также выделить амплитудную информацию. Как следует из выражения (4.13) и из того факта, что при работе фазометра разность фаз сигнальной и опорной оптических волн в плоскости фотоприемника всегда поддерживается кратной 2я рад, выделение второй гармоники с помощью полосового усилителя 16 и последующего детектирования 17 позволяет получить на выходе конечного блока сигнал в виде / 2 - &2 / 1И2, где А Аг - произведение, характеризующее флуктуации амплитуд смешиваемых колебаний. [48]
В связи с высоким уровнем шумов и малым коэффициентом передачи детекторов в рассматриваемых диапазонах известные прямые методы измерения амплитудных флуктуации в ММ и СБМ диапазонах имеют в ряде случаев недостаточную чувствительность. Поэтому здесь используется метод гетеродинирования, с помощью которого высокочастотные колебания преобразуются в сравнительно низкочастотные. Для VMM и СБМ диапазонов гетеродинный метод измерения амплитудных флуктуации сигналов дает определенные преимущества. [49]
Традиционным приемом в оптике, позволяющим сохранить информацию о фазе колебания, является использование интерференционных схем экспериментов. В этом случае наблюдается результат сложения поля исследуемой волны с полем другого высококогерентного колебания. Основной метод регистрации здесь фотографический, с последующим изучением контраста и положения интерференционных полос. При этом возникают ограничения, связанные с невозможностью регистрировать большие фазовые рассогласования. На результаты измерений отрицательное влияние оказывают также амплитудные флуктуации волны. [50]
Сравнение этих данных с приведенными для аналогичной зависимости величины 7р2 / сго2 от значений а позволяет сделать вывод о том, что при афа специализированный алгоритм обеспечивает заметно лучшую точность измерения угловой координаты, чем обычный традиционный алгоритм. Так, например, при аф / а 0 1 обеспечивается выигрыш в точности примерно в 2 раза, а при аф / а 0 03 - примерно в 6 раз. При аф а точности сравниваемых алгоритмов практически одинаковы, так что алгоритм, основанный на информации о центре тяжести сфокусированного пятна, является в этой области достаточно хорошим приближением к оптимальному. Следует, однако, отметить, что наличие амплитудных флуктуации поля дополнительно ухудшает точность измерения при неоптимальной обработке, в то время, как на синтезированный алгоритм подобные искажения практически не оказывают никакого влияния. [51]
Несмотря на линеаризацию дифференциального уравнения, описывающего выходной шум, еще остаются определенные трудности. Это понятно уже из вида уравнения (8.34), которое содержит два флуктуирующих процесса vn ( t) и vq ( t) и полностью определяет существующие между ними амплитудные и фазовые флуктуации. Формальный подход к задаче заключается в построении двух совместных линейных дифференциальных уравнений из уравнения (8.34) с использованием ортогональности функций sin coo и cos ( D0 за один период. Имеется другой, более короткий, но математически не строгий путь решения. Однако он приводит к верным формам спектра и хорошо иллюстрирует важные физические свойства спектров AM - и ЧМ-шума. Этот способ основан на предположении, что уравнение (8.34) можно решить относительно a ( t), полагая 1 э ( /) равным нулю, и наоборот. Против этого способа, очевидно, можно выдвинуть возражение, а именно: получается, что вся энергия в in ( t) идет, скажем, на амплитудные флуктуации, когда ty ( t) приравнивают нулю. [52]