Фотоэлектрический сканирующий преобразователь Советский патент 1975 года по МПК G06K11/00 

Предлагаемое устройство относится к фотоэлектрическим сканирующим преобразователям и может быть использовано в измерительной технике и автоматике, в частности при определении координат объектов или при слежеиии за ними. Известны фотоэлектрические сканирующие преобразователи, содержащие расположенные на одной оптической оси осветитель, оптическую систему, сканистор, подключенный к первому усилителю-формирователю, блок вычитания, соединенный со входом блока формирования выходного сигиала, другой вход которого через второй усилитель-формирователь подключен к генератору низкочастотного синусоидального напряжения, и генератор высокочастотных прямоугольных колебаний. Цель изобретения заключается в повышении чувствительности и точности преобразования. Поставленная цель достигается тем, что фотоэлектрический сканирующий преобразователь содержит разнополярные пиковые детекторы, соединенные с дифференцирующим усилителем-формирователем и блоком вычитания, суммирующий элемент, выход которого нодключен к фоточувствительной шине скапистора, а входы соответственно к генератору высокочастотных прямоугольных колебаний и генератору низкочастотного синусоидального напряжения. На чертеже изображена принципиальная схема устройства. Устройство содержит осветитель 1, оптическую систему 2, щель 3, сканистор 4, генератор 5 низкочастотного развертывающего синусоидального напряжения, генератор 6 высокочастотного напряжения (колебания), суммирующий элемент 7, дифференцирующий усилитель-формирователь 8, пиковые детекторы 9, 10 противоположной полярности, блок вычитания 11, блок 12 формирования выходного сигнала, усилитель-формирователь 13. Устройство работает следуюн им образом. Луч света осветителя 1 через оптическую систему 2 освещает щель 3, изображение которой оптической системой проецируется на фоточувствительную шину сканистора 4. Низкочастотное синусоида,1ьное напряжение, снимаемое с выхода генератора 5, складывается в суммирующем элементе 7 с высокочастотными нрямоугольными импульсами, сннмаемыми с выхода генератора 6, и подается на фоточувствительную шину сканистора 4, В результате сложения синусоидально-импульсного развертывающего напряжения и распреде,тенного вдоль делительной гпины напряжения смещения, образуется граница нулевого потенциала (ну,левая лнння), которая

под воздействием высокочастотного прямоугольного напряжения совершает симметричные колебания, причем центр симметрии колебательного движения под влиянием низкочастотного развертывающего напряжения перемещается вдоль всего сканистора. За период изменения высокочастотного прямоугольного колебания на выходе дифференцирующего усилителя-формирователя образуются два импульса положительной и отрицательной полярности, амплитуды которых пропорциональны скорости развертки и освещенности опрашиваемого участка сканистора. При равенстве освещенностей амплитуды этих импульсов одинаковы. Благодаря присутствию низкочастотного синусоидального напряжения следующий импульс высокочастотного прямоугольного колебания произведет опрос нового участка сканистора, смещенного относительно первого участка опроса на установленную величину. В этом случае амплитуда второго импульса на выходе дифференцирующего усилителя-формирователя также пропорциональнаскорости развертки и освещенности второго опрашиваемого участка сканистора. Следует отметить, что если освещенность участка сканистора, опрашиваемого вторым импульсом, больше (или меньше) освещенности участка сканистора, опрашиваемого первым импульсом, то на пропорциональную величину изменится и амплитуда импульса на выходе усилителя-формирователя.

Аналогичным образом производится опрос остальных участков сканистора. Таким образом, производится опрос всего сканистора.

С выхода усилителя-формирователя импульсные сигналы постунают на входы двух пиковых детекторов (ПД) положительной и отрицательной полярности. На выходе ПД образуются сигналы, амплитуда которых равна амплитуде импульсов, снимаемых с выхода усилителя-формирователя. Сигналы с выходов ПД поступают на соответствующие входы блока вычитания 11, на выходе которого образуются положительные импульсы. В качестве измерительного используется импульс положительной полярности, соответствующий переднему фронту высокочастотного прямоугольного сигнала, который вместе с отсчет5 ным импульсом, снимаемым с усилителя-формирователя 13, поступает на вход блока 12 формирования полезного сигнала. На выходе блока 12 образуется сигнал, пропорциональный разности временных интервалов между измерительным и отсчетным импульсами.

Так как амплитуда импульса на выходе дифференцирующего усилителя-формирователя 8 пропорциональна крутизне развертки, то применение синусоидально-импульсного раз° вертывающего напряжения позволяет во столько раз повысить амплитуду сигнала, во сколько крутизна фронта прямоугольного импульса больше крутизны синусоиды, что позволяет регистрировать на мпого меньшие

0 световые сигналы, попадаюшие на фоточувствительную поверхность сканистора.

Формула изобретения

5 Фотоэлектрический сканирующий преобразователь, содержащий расположенные на одной оптической оси осветитель, оптическую систему, сканистор, подключенный к первому усилителю-формирователю, блок вычитания,

0 соединенный со входом блока формирования выходного сигнала, другой вход которого через второй усилитель-формирователь подключен к генератору низкочастотного синусоидального напряжения, и генератор высокочастотных нрямоугольных колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности нреобразователя, он содержит разнополярные ппковые детекторы, соединенные с первым дифференцирующим

0 усилителем-формирователем и блоком вычитания, и суммирующий элемент, выход которого подключен к сканистору, а входы соответственно к генератору высокочастотных прямоугольных колебаний и генератору низ5 кочастотного синусоидального напряжения.

Bu.foffHou

сигнал