軍用光接收電子元器件的信號激勵器設(shè)計

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)歷了依賴進口、對照仿研和自主設(shè)計的艱辛歷程，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、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)點和缺點，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)備測量因為它的精簡結(jié)構(gòu)以及高精度測量而得到了廣泛的研究。

實際上，具有上升下降沿的方波脈沖偽裝隨機序列的頻譜圖時，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。可調(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。可調(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，實現(xiàn)同一碼型的輸出、接收檢測和碼型對比。實驗結(jié)論為設(shè)計的信號激勵器可以實現(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)備是獨立的設(shè)備，因此過程中測量會更困難。實驗結(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)計以后也會得到更加長遠(yuǎn)地利用和發(fā)展。