軍用光接收電子元器件的信號(hào)激勵(lì)器設(shè)計(jì)

石蕊　荊曉瑩

光譜段的廣泛應(yīng)用推動(dòng)了光電偵察和光電告警、光電對(duì)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(duì)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(hào)激勵(lì)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(duì)性地開發(fā)相應(yīng)的信號(hào)激勵(lì)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(duì)象，設(shè)計(jì)一種滿足該器件工作波段和能量要求的信號(hào)激勵(lì)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(gè)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(shí)，會(huì)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(hào)發(fā)生變化，基波頻率不會(huì)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(shí)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(shí)，脈沖與序列的碼率相同，此時(shí)頻譜周期為最小。當(dāng)時(shí)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(hào)激勵(lì)器窄線寬可調(diào)諧激光器

軍用光接收電子元器件信號(hào)激勵(lì)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(hào)激勵(lì)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(hào)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(shí)候需要連接幾個(gè)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(hào)激勵(lì)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(shí)候也可以同時(shí)利用外光電效應(yīng)，光信號(hào)經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換，成為TTL電平的電信號(hào)。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(dòng)的時(shí)候發(fā)生了不一樣的變化，從而電信號(hào)誕生。電信號(hào)在輸出時(shí)表示為：

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

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(hào)電平中取出，這兩個(gè)固定值存在一定的周期特性和序列信號(hào)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(duì)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(dòng)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(hào)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(hào)，以便剔除信號(hào)地的干擾，增強(qiáng)激光器驅(qū)動(dòng)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(hào)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(cuò)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(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)論為設(shè)計(jì)的信號(hào)激勵(lì)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(hào)光，實(shí)現(xiàn)對(duì)光接收電子元器件的驅(qū)動(dòng)激勵(lì)。

對(duì)于基于軍用電子設(shè)備的信號(hào)激勵(lì)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(huì)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(huì)被大幅度壓低，系統(tǒng)復(fù)雜度也會(huì)降低，測量頻率就會(huì)有所提升，軍用光接收電子元器件的信號(hào)激勵(lì)器設(shè)計(jì)以后也會(huì)得到更加長遠(yuǎn)地利用和發(fā)展。