Автоматический регулятор крутизны характеристик фотодатчика

 

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР КРУТИЗНЫ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОДАТЧИКА., содержащий последовательно соединенные двухканальный модулятор светового потока, фотоэлектронный умножитель , усилитель и полосовой фильтр, а также блок автоматической регулировки усилителя, выход которого соединен с управляющим входом фотоэлектронного умножителя,, а вход - с выходом первого cyMMkTopa, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования крутизны характеристики фотодатчика , в него введены фильтр нижних частот, генератор импульсов, второй и третий сумматоры, первый и второй пиковые детекторы и масштабный блок, причем вход фильтра нижних частот соединен с выходом усилителя, а выход - с первым входом первого сумматора, второй и третий дополнительные входы которого соответственно с выходом второго сумматора через второй масштабный блок и вькодом масштабного блока, соединенного со вторым входом второго сумматора, первые входы первого и второго пикОвых детекторов соединены с выходом полосового фильтра, а вторые входы - с выходом генератора импульсов, выход, первого пикового детектора соединен с первыми входами второго и третьего сумматора соединен с выходом второго пикового детектора, а выход с входом первого масштабного блока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Э В«|Н

РЕСПУБЛИК

„SU„„1023277 A цд G 05 В 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЗФ (21) 3380902/18-24 (22) 06.01.82 (72) А.А.Паршин и А.П.Поплавский л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования крутизны характеристики фотодатчика, в него введены фильтр нижних частот, генератор импульсов, второй и третий сумматоры, первый и второй пиковые детекторы и масштабный блок, причем вход фильтра нижних частот соединен с выходом усилителя, а выход — с первым входом первого сумматора, второй и третий дополнительные входы которого соответственно с выходом второго сумматора через второй масштабный блок и выходом масштабного блока, соединенного со вторым входом второго сумматора, первые $ входы первого и второго пиковых детекторов соединены с выходом полосового фильтра, а вторые входы — с выходом генератора импульсов, выход.

Ф первого пикового детектора соединен с первыми входами второго и третьего сумматора соединен с выходом второго пикового детектора, а выход— с входом первого .масштабного блока. (46) 15.06.83. Бюл. ¹ 22 (72) А.А.Паршин и A.Ï. Поплавский (53) 62-50 (088.8) (56) 1. Николаев П.В., Сабинин Ю.А.

Фотоэлектрические следящие системы. M., "Энергия", 1969 (гл. 3).

2. Авторское свидетельство СССР № 783752, кл. 6 05 В 11/12, 1979 (прототип) . (54)(57) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР

КРУТИЗНЫ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОДАТЧИКА, содержащий последовательно соединенные двухканальный модулятор светового потока, фотоэлектронный умножитель, усилитель и полосовой фильтр, а также блок автоматической регулировки усилителя, выход которого соединен с управляющим входом фотоэлектронного умножителя, а вход -. с выходом первого сумматора, о т®Г ":Р41пь юр.,- q

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬИЫЫОТЪИ

Н ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

30! 10232

Изобретение относится к устройствам автоматического управления и ре« гулирования фотоэлектрических следя- щих систем и может быть использовано для слежения за светящимися объек- 5 тами переменной яркости при наличии изменяющегося фона и посторонних световых источников излучения.

Известен автоматический регулятор крутизны фотодатчиков (1 1, в кото- 1О ром регулирование крутизны характеристики производится пропорционально . сумме световых потоков фона и объекта наблюдения.

Такое регулировайие крутизны ха- 15 рактеристики фотодатчика из-за изменения световых потоков фона и объекта по неодииаковьв и существенно нелинейным законам приводит к снижению точнооти поддержания заданной кру- 20 тизны и ухудшает качество сложения за наблкдаемыми объектами.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является автоматичес- 25 кий регулятор крутизны характеристик фотодатчика, содержащий последовательно соединенные двухканальный модулятор светового потока, фотоэлектронный умножитель, усилитель и полосовой фильтр, а также блок автоматической регулировки усилений, выход которого соединен с управляющим входом фотоэлектронного умножителя, а вход — с выходом первого сумматора (2 3.

Недостатком этого устройства является то, что регулирование напряжения на динодах фотоэлектронного умножителя (ФЭУ) осуществляется сиг" 4О налом, пропорциональным разности световых потоков фона и объекта наблюдения первого модулятора и световых потоков фона и объекта помехи второго модулятора, что снижает точ- 4 ность установки крутизны характеристики фотодатчика.

Цель изобретения - повышение точности регулирования крутизны характеристики фотодатчика.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство введены фильтр нижних частот, генератор им пульсов, первый и второй пиковые детекторы, первый и второй масштабные блоки, причем вход фильтра ниж них частот соединен с выходом усили-теля, а выход » с первым входом пер77 2 вого сумматора, второй и третий дополнительные входы которого соединены, соответственно, с выходом второго сумматора через второй масштабный блок, и выходом первого масштабного блока, соединенного со вторым входом второго сумматора, первые входы первого и второго пиковых детекторов соединены с выходом полосового фильтра, а вторые входы— с выходом генератора импульсов, выход первого пикового детектора соединен с первыми входами второго и третьего сумматоров, второй вход третьего сумматора соединен с выходом второго пикового детектора, а выход — с входом первого масштабного блока.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого автоматического регулятора крутизны характеристики фотодатчика; на фиг. 2 — подвижная и неподвижная маски, на фиг. 3 — зависимость изменения светового потока на выходе первого канала модулятора; на фиг. 4 — зависимость изменения светового потока фона на выходе второго канала модулятора; на фиг. 5— зависимость светового потока мешающего объекта на выходе второго канала модуля тор а, 1

Автоматический регулятор крутизны характеристик фотодатчика содержит двухканальный модулятор светового потока 1, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 2, усилитель 3, блок 4 автома- „ тической регулировки усиления, первый 5, второй 6 и третий 7 сумматоры, полосовой фильтр 8, первый 9 и второй 10 пиковые детекторы, генератор

11 импульсов, фильтр 12 нижних частот, первый 13 и второй 14 масштабные блоки.

Двухканальный модулятор светового потока состоит из подвижной 13 и неподвижной 16 масок (фиг. 2) . В первом канале модулятора осуществляется модуляция частотой M„ светового потока, проходящего через центральное отверстие неподвижной маски с помощью отверстия 17 подвижной маски и содержащего сигнал от объекта наблюдения и фона. Во втором канале модулятора осуществляется модуляция с помощью отверстий 18 подвижной маски частотой ы2 светового потока, проходящего через отверстия 19 неподвижной маски. и содержащего сигнал мешающего объекта (помехи) и фона.

3277 4 матора 5 будет пропорционален только световому потоку от объекта наблюдения. Таким образом с помощью блока

4 автоматической регулировки усиления крутизны характеристики фотодатчика осуществляется путем изменения высокого напряжения, подаваемого на фотоэлектронный умножитель непосредственно по сигналу, пропор0 циональному световому потоку объекта наблюдения °

Генератор 11 импульсов, который формирует импульсы малой длительности с частотой значительно меньшей

5 ы„, осуществляет периодически обнуление сигналов пиковых детекторов

9 и 10 с целью повышения помехоустойчивости процесса регулирования крутизны фотодатчика.

3 102

На фиг. 3, 4, 5 обозначены: Ф оЮ световой поток объекта наблюдения, Ф1., Ф4, — световые потоки фона перво-.

Fo и второго каналов соответственно

Фя - световой поток мешающего объекта (помехи) Т,; Т вЂ” периоды модуляции в первом и втором каналах соответственно.

Регулятор работает следующим образом. 1

Все световые потоки, указанные на фиг. 3, 4, 5, суммируются на входе

ФЭУ и при подаче питания на выходе

ФЭУ появляется напряжение, пропорциональное входному световому потоку. 1

Это напряжение поступает через усилитель 3 на фильтр 12 нижних частот, выделяющий постоянную составляющую, и на полосовой фильтр 8, выделяющий переменную составляющую частоты 20

° ВыхОДнОЙ cHI нал пОлОсОвОгО фильтра поступает на первые входы пиковых детекторов 9 и 10, причем на выходе первого 9 пикового детектора выделяется сигнал отрицательной 25 полярности, пропорциональный сумме световых потоков 0,5 ++0 25 Фп, а на выходе второго пикового детектора выделяется сигнал положительнои полярности, пропорциональный сумме световых потоков 0,5 Ф4 + 0,75 Фп. Вы" ходные сигналы блоков 9 и 10 алгебраически суммируются на третьем сумматоре 7 и после прохождения через первый масштабный блок 13 с коэффициентом передачи 0,5 на выходе блока

13 формируется сигнал, пропорциональ- ный 0,25 Ф„. При этом на выходе второго сумматора 6 формируется сигнал, пропорциональный 0 5 ь- коФ чф Ф 40 торый, проходя через второй масштабный блок 14, коэффициент передачи которого равен отношению площади отверстия 17 к суммарной площади отверстий 18 подвижной маски, стано45 вится равным сигналу фона, который содержится в качестве одной из составляющих выходного сигнала блока 12.

При этом выходной сигнал первого сумПредлагаемое устройство работает с высокой точностью поддержания saданной крутизны характеристики фото: датчика в широком диапазоне изменения светового фона, яркости объекта наблюдения и объекта помехи. Оно выгодно отличается от регулятора, описанного в прототипе, в котором наблюдается существенно ухудшение качества регулирования при увеличении яркости помехи, а при яркости объекта — помехи, равной яркости объекта наблюдения, полностью нарушается работоспособность, что объясняется равенством нулю напряжения, по которому осуществляется пропорциональная установка напряжения на динодах ФЭУ.

Таким образом, положительный эффект заключается в расширении области объектов наблюдения за счет повышения надежности работы, увеличения точности и улучшения качества слежения в условиях. изменяющегося фона и высокого уровня световых помех. Одновременно предлагаемое устройство позволяет значительно увеличить продолжительность наблюдения за световыми объектами.

1023277.

Фиг. f

Р

is щ, г

1023277

О

Фиг. 5

Составитель Г. Нефедова

Редактор А.Маковская Техред N.Êóçüìà Корректор Г. P ешетник

Заказ 5084 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4