Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 81
Текст из файла (страница 81)
сигнал модулирует яркость, а развертки синхронизованы со сканированием лааерного луча. М. а., основагпгый на считывании поверхностного рельефа лучом лазера, поаволяет получать одновременно акустич. и чисто оптнч. паображенис микрообъекта:световой луч, МОДУЛЯЦИЯ КОЛНВАНИИ 217 прошедп1ий через границу пластинка— вода, взаимодействует с объектом 1 и собирается фотодиодом 11. Сигнал с этого фотодиода модулирует яркость осциллографа 12, где получается оптич, изображение того же тела. Основу линзового М.
а. состзвляот пара сферич. акустич. линз, фокусы к-рых совме1цены (рис. 2). Акустич, линзы образуются вогнутыми сферич. поверхностями иа торцах звукопроводов 8. Пространство между линзами заполнено жидкостью 2, к-рая обеспечивает акустич. контакт с объектом 1. На торцах звукопроводов В, противоположных акустич. линзам, пОМЕщаютсн яьеляслектрические яр«- обри»свая»ели 4, один из к-рых, питаемый генератором 5, работает как излучатель плоских УЗ-вых воли, другой — как приемник.
Вся энергнн УЗ-вых волн, рассеяинан на помещенном в фокальную плоскость системы объекте, собирается приемной линзой и попадает на приемный преобразователь, сигнал с к-рого через устройство обработки 6 и усилитель В подается на осциллограф Р. Чтобы получить изображение с помощью такой системы, объект механически передвигают по двум осям, причем это сканирование, осуществляемое устройством 7, синхронизовано с разверткой осциллографа, яркость к-рого модулирует электрич. сигнал с приемного преобразователя. Лиизоный сканирующий М.
а. позволяет работать также в режимах стереоскопическом, темного поля, «на отражение» и нелинейнои. Длн повучения изображения в режиме темного поля приемную линзу отклоняют от акустич. оси системы так, что она собираот лучи, рассеянные объектом под большими углами. В стереоскопич. режиме два изображения получают прн небольших отклонениях объента от фокальиой плоско- Ряс. 3.
а — актстнческое я б — сптнчссксе н»сбряженне красных кровяных тел»п (неекрашенных). Уеелнченне 500 к. сти системы линз. В режиме «на отражения» используется одна и та же линза для излучения и для приема УЗ-вых волн. В нелинейном режиме осуществляется прием высших гармоник акустич. сигнала или сигнала разностной частоты, что позволяет получить информацию о нелинейных свойствах мнкрообъекта. Разрешение М. а.
в диапазоне частот от 1 ЫГц до 1000 МГц составляет от 1,5 мм до 1 мкм, а максимальное увеличение до 500 7(. Основное достоинство М. а. — нысокая контрастность изображения неокрашенного микрообьекта (рис. 3), к-рая определяетсн рассеннием н поглощением УЗ-вых волн на структуре микрообъекта, т. е. его волновым сопротивлением и коэфф. поглощенин. Кроме того, М. а. позволяет получать изобраисенин оптически непрозрачных объектов. С его помощью изучаются различные биологич. микрообъекты, в т.
ч. мягкие биологич. ткани, а также детали микроэлектроники, микрошлифы металлов и т. д. Дальнейшее развитие М. а. связано с совершенствованием методов сканировании (переход к электронному сканированию), повышением разрешающей способности и с разработкой новых режимов работы. Лит,» К е»е1ег Ь. Ш,, «Ю. Ассе«псю Зес, Ашсг.ы 1М«, т.
55, Ы' 5, р. Ме — 10; 1 е«осп«Н. А., Спа1« С. Р., »эс»- енсе», 1075, ч. 100, № «1Ш, р. 005 — 11, Нерезяна С. И., Л ямов Н. Е., С с л о н о е И. 70., «Нести. ИГУ, сер. фк»яка, астрономия», 1077, т. 10, № 1, с.э— 10. С. И. БП)»»пка. МИКРОСКОП УЛЬТРАЗВУКОВОЙ вЂ” первоначальное название *яукявиэсра. МОДУЛЯЦИЯ КОЛЕБАНИЙ— отвоскгельно медленное ивмененне амплитуды, частоты или фазы, накладываемое на гармоническое колеба- 218 МОДУЛЯНИЯ КОЛЕБАНИЙ ние.
Соответственно различают ампли тудную, частотную и фазовую М. к (рис. 1). При любом способе М. к 1 $ Рпс. 1. Схематическое изображение мадудпраззипых колебаний: а — неиадулпраззнпае колебание; б — мадулпрующпй сигнал; з — амплитудна-мадулираззппаа капабанде; г — чзстатна-мадупправапнае папабзцпе; д — Фззаза-мадупппа- ванное падебаппз. скорость изменения амплитуды, частоты илн фазы должна быть достаточно мала, чтобы за период колебания модулируемый параыетр почти не изменился. М. к.
применяют в разнообразных акустич., мехаиич., электрич., оптич. и др. устройствах длн передачи информации, напр., в гидрахакании. Переносчиком сигнала в этом случае являются гармонич. колебания высо- Рпс. 2. Ампдптудпап иадупяцпп синусапдпльныи сигналом; и — несущая чаатата; П вЂ” частота мадуппрующпх каЛсбпнпй; А„,„з И А„„„— МаКСиипэънаЕ П мпипизльйае значенпп амплитуды. кой частоты в (несущая частота), амплитуда,частота или фаза к-рых модулируются передаваемым сигналом, в к-ром заключена информация.
В простейшем случае модуляции а и и л и т у д ы синусаидальным сигналом модулированное колебание (рис. 2) может быть ваписано в виде: х = Аа (1 + т зш ой юп (ю1 + 1р), где Аа, в и зр — амплитуда, частота и начальная фаза исходного колебания, П вЂ” частота модуляции, 1 — время, а величина т наз, глубиной модуляции и характеризует степень изменения амплитудыз А „,— А т= А„,РА Частота модуляции П характеризует скорость изменения амплитуды колебаний и должна быть во много раз меньше, чем в. Модулированное колебание уже не является строго гарионическим.
Амплитудно-модулированное колебание с синусоидальной модуляцией представляет собой сумму трбх гармонич, колебаний с частотами в, в + П и в — (), Колебание чаатоты в наз. несущим; его амплитуда равна амплитуде Аа исходного колебании. Дпа остальные частоты наз. боковыми, или спутниками; амплитуда каждого из этих колебаний ранна тАа(2. При усложнении модулирующего сигнала за счет добавления гармонич. составлягощих других чаатот в спектре модулированного колебания воаникают соответственные пары симзгетричных боковых частот. При несинусоидальном модулирующем сигнале вместо двух боковых частот в спектре модулиропанного колебания будут две боковые полосы, частотный состав к-рых определнется частотным составом модулирующего сигнала. При частотной М. к.
модулирующий сигнал вызывает изменение мгновенных вначений частоты, не влияя на амплитуду колебаний. В простейшем случае модуляции синусоидальным сигналом частота колебаний меняется ио закону: в =- вз + + ()в соз и1, где сов п1оиределяетформу модулирующего сигнала, бв — т. н. девиация частоты, представляющая собой амплитуду отклонения частоты от несущей частоты в,. При частотной М. к.
полоса частот модулированного колебания зависит от величины == бв41, к-рая паз. индексом частотной модуляции. При р ~( 1 справедливо приближенное соотношение: х= А,(Мпю1+()Мп Йгсоэ юг). В этом случае частотно-ыодулированное колебание, так зке как и амплитудно-модулированное, состоит из несущего колебании с частотой в и двух спутников с частотами в + 11 н в — П. Поэтому при малых () полосы МОЛЕКУЛЯРНАЯ АКУСТИКА 219 частот, аанимаемые амплитудно-модулированным и частотно-модулированным сигналами, одинаковы. При бог<ашик () спектр боковых частот значительно расширяется. Кроме нолебаний с частотами ш -)- О, появляются колебания, частоты и-рых равны ш ~ 2И, ю ~ ЗО и т.
д. Полная ширина полосы частот, занимаемая частотно-модулированным колебанием < девиацией Аш и частотой модуляции Й (с точностью, достаточной для практкч. целей), а<ожет считаться равной 2дш + 2И. Эта полоса всегда шире, чем прн амплитудной М. к. В случае фазовой М.
к. модулированное колебание имеет впд: г = Ага)п (и,гср Ацл соз <лг). блазовая М. к. тесно связана с частотной модуляцией. При переменной скорости иаменения фазы колебаний переменной оказываетсн и частота колебаний. Если модулирующий сигнал синусоидальный, то форма модулированных колебаний и их спектральный состав длн частотной и фазовой модуляции одинаковы. При негармоническом модулирующем сигнале законы изменения фазы и частоты колебаний оказываются несколько различными. а Рис. 3.
Различимо виды ииакции: а — вел <гглл: иодузирозаниля аоследооатезькость иио аульооз, б— передаваемый сигнал, в — ампзитудио - имд ЛЛ.Л,'ЛЛЛЛ.<: пудьсизя модуляция; г — ча- сготио-иипудьсная иодуляе циз; Π†широтно-икоудьсиа» иодуззция; г — фззозо-емоугьсиая иодуллцяя. ! 1%%у В качестве переносчика информации может нспользоватьгя не только гармонич. колебание, но и последовательность импульсов, каждый из к-рых представляет собой цуг колебаний несущей высокой частоты. Т.
к, импульсы имеют гораздо больше параметров, к-рые можно менять, чем гармопич. колебание, то и видов импульсной М. к. в принципе может быть гораздо больше. Пернодич. последовательность ил<пульсов определяется четырьмя основными параметрами: амплитудой, частотой следования, длительностью (шириной) и фазой. В соответствии с этим возмон<ны четыре хипа импульсной М, кл амплитудно-импульсная, частотно-импульсная, широтно-импульсная, фазово-импульсная (рис. 3).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
