Оптический одноканальный координатор

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптических устройствах измерения координат . Цель изобретения-расширение диапазона измерения координат в пределах линейного участка пеленгационной характеристики . Координатор содержит блок питания (1), излучатель (2), сканирующий блок

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)й 6 01 0 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPVl ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4845290/10 (22) 02.07.90 (46) 15.08.92. Бюл. ¹ 30 (71} Научно-производственное объединение

"Старт" (72) Е. А. Даев, Г, M. Колебошин и lO. И. Шапшаев (56) Лободько Е. Г. и др. Теория и расчет импульсных и цифровых оптико-электронных систем, рис. 1-5, с. 9. (54) ОДНОКАНАЛЬНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ К0ОРДИНАТОР (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в

„„JIB ÄÄ 1755051 А1 оптических устройствах измерения координат. Цель изобретения — расширение диапазона измерения координат в пределах линейного участка пеленгационной характеристики. Координатор содержит блок питания (1), излучатель (2), сканирующий блок (3), синхронизатор (4), приемную оптическую систему (5), усилитель (6), 2 перемножителя(7,8),3 интегратора (9, 10, 11), 2 делителя (12, 13). Изобретение обеспечивает вычисление координат рассогласования в широком диапазоне угловых отклонений.

5-6-7-9-12, 1-2-3, 4-7, 4-8, 4-3, 8-10-13, 4 — 11, 10-9. 1 з.п. ф-лы, 4 ил, 1755051

35

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано в оптических устройствах измерения координат, Известен одноканальный координатор, содержащий последовательно соединенные блок питайия, излучатель, сканирующее устройство, а также последовательно ,соединенные оптическую систему, усилитель, резонансный усилитель, блок автоматической регулировки усиления, выход которого подключен ко входу регулировки ,1Ф усиления усилит ля, другой выход резонансНого усилител4 подключен к первым входам первого и второго фазовых детекторов, выходы которых являются первым и вторым выходами координатора, вторые входы первого и второго фазовых детекторов подключены к первому и второму выходам генератора опорных напряжений, третий и четвертый выходы которого подключены к соответствующим входам сканирующего устройства.

Известное устройство позволяет формйровать сигналы ошибки (в декартовой системе координат) наведения приемной оптической системы в некотором диапазоне углов отклонения от направления на цель.

Однако при больших угловых отклонениях, когда световое пятно не все время в течение периода сканирования накрывает фоточувствительный элемент оптической системы, сигнал на выходе усилителя приобретает форму импульсов, следующих с частотой сканирования излучающей системы.

Уменьшение величины первой гармоники в таком сигнале вызывает искажение на краях пеленгационной характеристики (зависимость выходного сигнала от величины углового отклонения приемной оптической системы). Линейный участок пеленгационной. характеристики в этом случае ограничен угловыми отклонениями в пределах которых сигнал на выходе усилителя имеет еще гармоническую форму. Кроме того, широкий спектр гармоник импульсного сигнала вызывает наличие фазовой задержки сигнала на выходе резонансного усилителя, которая определяется фазовой характеристикой резонансного усилителя, Задержка сигнала на выходе резонансного усилителя вызывает ошибку в формировании выходных сигналов, что также искажает края пеленгационной характеристики координатора. Ограничения на угловые отклонения в пределах которых пеленгационная характеристика координатора линейна сужают область его применения.

Таким образом, недостатком известного координатора является узкий рабочий участ .к пеленгационной характеристики, что ограничивает область применения известного координатора.

Целью изобретения является расширение диапазона измерения координат в пределах линейной пеленгационной характеристики, обеспечивающее определение координат в более широком диапазоне угловых отклонений по сравнению с и рототи и ом.

Указанная цель достигается тем, что в известный координатор, содержащий последовательно соединенные блок питания, излучатель и сканирующий блок, оптический приемный блок, выход которого подключен ко входу усилителя, синхронизатор, две выходные клеммы введены; два перемножителя, три интегратора, два делителя и синхронизатор, причем первые входы перемножителей и вход третьего интегратора объединены и подключены к выходу усилителя, выходы первого и второго перемножителей подключены к входам первого и второго интеграторов, соответственно, выходы первого и второго интеграторов подключены к первым входам соответствующих делителей, вторые входы которых объединены и подключены к выходу третьего интегратора, выходы первого и второго делителей являются первым и вторым выходами координатора, вторые входы первого и второго перемножителей подключены к третьему и четвертому выходам синхронизатора, соответственно. Первый и второй выходы синхронизатора подключены к второму и третьему входам сканирующего устройства, соответственно, а пятый и шестой выходы синхронизатора подключены ко вторым и третьим вхдом интеграторов, соответственно.

На фиг, 1 представлена структурная схема оптического координатора; на фиг. 2— структурная схема интеграторов; на фиг. 3— структурная схема синхронизатора; на фиг.

4- эпюры, поясняющие работу координатора.

Оптический одноканальный координатор (фиг. 1) включает последовательно соединенные блок питания 1, излучатель 2, сканирующее устройство 3, синхронизатор

4, приемную оптическую систему 5, выход которого подключен к входу усилителя 6, выход которого подключен к первым входам первого 7 и второго 8 перемножителей, выходы которых подключены к входам первого

9 и второго 10 интеграторов, третий интегратор 11, выход которого подключен к вторым входам первого 12 и второго 13 делителей, выходы которых являются первым 14 и вторым 15 выходами координатора соответственно. Выходы первого 9 и второ1755051

Опорные напряжения синфазного и квадратурного каналов представлены на эпюрах а и б (фиг. 3). Сигналы для записи в блок выборки хранения 17 и сброса интегрирующего усилителя 16 следуют с частотой сканирования и приведены на эпюрах в и r соответственно.

Предложенный координатор обеспечивает определение координат эне ргетического центра светового пятна падающего на фоточувствительный элемент. Так как в выражениях для X u Y величина суммарного сигнала на выходе усилителя не влияет на линейность пеленгационной характеристи5 ки, т.е. на точность определения координат вплоть до угловых отклонениЙ при KoTop6lx входной сигнал становится сравнимым с пороговой чувствительностью приемной системы.

20 буферные каскады которых подключены к 25

35

Оптический одноканальный координа- 40.55 ветственно лучателя 2. Сканирование светового луча обеспечивает блок 3. Входной световой сиг- 45

Далее принятый сигнал попадает на пере- 50 третьего интегратора

2и

3 u.» зь вб в

Y 2u

2и го 10 интеграторов подключены к первым входам первого 12 и второго 13 делителей, соответственно, вход третьего интегратора подключен к выходу усилителя 6. Вторые входы первого 7 и второго 8 перемножителей подключены к третьему и четвертому выходам синхронизатора 4, соответственно. Пятый и шестой выходы синхронизатора подключены к второму и третьему входам интеграторов 9-11, соответственно

Интегратор 9 (10, 11, фиг. 2) содержит последовательно соединенные интегрирующий усилитель со сбросом 16, устройство выборки хранений 17. Информационный вход усилителя 16 является первым входом интегратора 9 (10, 11), входы управления блоков 16, 17 — вторым и третьим входами, соответственно.

Синхронизатор (фиг, 3) включает последовательно соединенные генератор опорного напряжения, фазовращатель, компаратор, формирователь импульсов и элемент задержки, а также первый и второй выходу генератора опорных напряжений и фазовращателя, соответственно, а выходы являются первым и вторым выходами синхронизатора, соответственно. Выходы генератора и фазовращателя являются третьим и четвертым выходами синхронизатора, соответственно. Выходы формирователя и выход элемента задержки являются пятым и шестым выходами синхронизатора, соотАналоговые перемножители 7, 8 и делители 12, 13 могут быть выполнены, например, на стандартных интегральных микросхемах 525П С2. тор (фиг. 1) работает следующим образом.

Блок питания 1 формирует необходимые питающие напряжения для работы изнал попадая через линзы приемной оптической системы 6 на фоточувствительный элемент преобразуется в электрический сигнал, который усиливается в усилителе 6, множители синфазного и квадратурного каналов. В каждом канале производится обработка в соответствии с выражениями

ju cosвав

y — 2"

Формула изобретения

1. Оптический одноканальный координатор, содержащий последовательно соединенные блок питания, излучатель и сканирующий блок, последовательно соединенные оптический приемный блок и усилитель, синхронизатор; выполненный с генератором опорного напряжения и выходами связанный с блоком сканирования, две выходные клеммы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения координат в пределах линейого участка пеленгационной характеристики, в него введены последовательно соединенные первый перемножитель, первый интегратор и первый усилитель, последовательно соединенные второй перемножитель, второй интегратор и второй делитель, третий интегратор, выходом подключенный к другим входам первого и второго делителей, выходы которых соединены соответственно с первой и второй выходными клеммами, при этом синхронизатор соединен первым и вторым выходами с третьим и четвертым входами сканирующего блока, третьим,и четвертым выходами — с другими входами первого и второго перемножителей соответственно, а пятым и шестым вйходами — соответственно с вторыми и третьими входами первого и второго интеграторов, подключенными соответственно к одному и другому входам

2, Координатор по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что синхронизатор содержит последовательно соединенные фазовращатель, вход и выход которого являются соответственно третьим и четвертым выходами синхронизатора, компаратор, формирова1755051

Составитель Г. Колебошин

Редактор О. Спесивых Техред M.Moðãåíòàë Корректор 3. Салко

Заказ 2883 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 191 тель импульсов и элемент задержки, вход и выход которого являются соответственно пятым и шестым выходами синхронизатора, первый и второй буферные каскады, входы которых подключены соответственно к входу фазовращателя, соединенному с выхол

Ф чу

Ъм дом генератора опорного напряжения, и выходу фазовращателя, а выходй первого и второго буферных каскадов являются соответственно первым и вторым выходами син5 хронизатора.