Устройство для слежения за светящимся объектом Советский патент 1975 года по МПК G01S7/481 

с одни1 ™ из входов первого и второго эпе ментов И , а выход схемы сравнения ка-, нала точного слежения подключен к одному из входов третьего элемента W .

На чертеже - блок-схема устройства для слежения за светящимся объектом,

Устройство состоит из оптической системы 1, выполненной , например, в виде щели, через которую проходит световой поток 2 на чувствительную поверхность фотоприемника 3, которая выполнена в виде двух параллельных полос-площадок 4j 5, ограниченных контактами 6-8 и имеющих зоны чувсвительности и нечувствительности, ра(|положенные в шахматном порядке, а такж4 .двух прямоугольных треугольников-плошадок. 9, 1О, ограниченных контактами 11 12 и а. Линейный световой зонд 13 пер-, пендикулярен контак гам 8, 11 и полоскак 4, 5. Прямоугольные треугольники 9 и 10 имеют общий контакт 12, а полоски имеют общий контакт 7, которые соответственно, подключены к схемам сравнения 14 и 15, другой вход которых соединенр со счетчиками 16, 17 через цифро-аналоговые преоб разователи 18 и 19. Вход счетчика 16 через первый элемент 20 И подключен к генератору импульсов 21, а вход счетчика «17 подключен к генератору 21 через цоследовательно соединенные второй и трётий элементы 22, 23 И . Выходы схем сравнения 14 и 15 соединены с одними из входов элементов 20, 23 и 22 И . Напряжение питания Е на фоточувствитель ные площадки 4, 5, 9 и 10 подается относительно общего контакта 8 на прямоугольные площадки 9, 10 на контакт 11, а на полоски 4, 5 при помощи управляемого всточника напряжения 24 - на KOHTaKt 6. Выход младшего разряда счетчика 16 канала грубого слежения соединен с упрай ляемым источником 24 напряжения, кото-рый может быть выполнен, например, в виде мостового ключа, в одну из диагоналей которого включены полоски 4, 5, т.е контакты 6,8, а на другую подано напряжение питания. Для блок-схемы, изображен ной на чертеже, это напряжение должно быть изолированоот Е, поскольку контакт 8 общий для чувствительных площадок 9, 1О и 4, 5. Если контакт 8 выполнен апя, этих площадок отдельно, возможно использование одного источника литаний.

Устройство работает следующим обрааом. При попадании светового потока 2 от светящегося объекта ; в поле зрения устройства оптическая система 1 формирует на чувствительной поверхности фотоприемника 3 линейный световой зонд 13. Наличие напряжения на контактах 11 и 6

приводит к тому, что сигнал на средних контактах 12 и 7 будет зависеть от положения светового зонда 13 на чувствительной поверхности фотоприемника 3, причем

сигнал на контакте 12 однозначно определяет положение светового зонда 13, а сигнал на ксдатакте 7 при перемещении светового зонда 13 в направлении длины полосок 4, 5 и при ширине светового зондй,

не кратной периоду повторения зон нечувст вительности полосок 4, 5, будет изменяться с периодом, равным периоду.повторения; зон нечувствительности, т. е. положение светового зонда 13 будет определено неод.нозначно.

Таким образом, на одном из входов схем 14, 15 сравнения будет сформирован сигнаЛ) величина которого зависит от положе1гая источника излучения в поле зрения устройства,

При установке счетчиков 16 и 17 в ис4 ходное положение при помощи подачи команДЬ1 на щину Сброс напряжение на выходе цифро-аналоговых преобразователей 18, 19, т.е. напряжение на другом входе схемы 14

и 15 сравнения, равно нулю. Для съема информации необходимо подать сигнал на шину Вкл, который разрешит прохождение импульсов генератора 21 на вход счетчика 16 через элемент 20 И Сброс счетчи|ков 16 и 17 и установка в необходимое положениеЭлемента 20 И (щина Вкл) могут быть объединены. Несмотря на то, что элемент 22 И открыт, имйульсы пенератора 21 на счетчик 17 не проходят,

так как элемент 20И закрыт.

По мере заполнения счетчика 16 импульсами генератора 21, которые поступают через открытый элемент 20 И , сигнал на выходе цифро-аналогового преобразователя 18 увеличивается, причем каждое но.вое состояние счетчика 16 соответствует вполне определенному напряжению на выходе цифро-аналогового преобразователя 18, т.е. на

втором входе схемы 14 сравнения. Заполнение счетчика 16 происходит до тех пор, напряжение на выходе цифро-аналогового преобразователя 18 ке станет равным нап;ряжению на контакте 12, при этом схема

114 сравнения формирует сигнал, npi4 котором элемент 20 И закроется, а элемент 23 откроется и импульсы, с генератора 21 будут поступать теперь на вход счетчика 17. Аналогично,как и для первого (грубого)

канала, по мере заполнения счетчика 17 напряжение на выходе цифро-аналогового преобразователя 19, т.е. втором входе схемы 15 сравнения, будет увеличиваться, причем каждое новое состояние счетчика 17

соответствует вполне определенному напря- жению на выходе цифро-аналогового преобре зователя 19. При равенстве напрьжений на двух входах схемы 15 сравнения на ее выходе формируется сигнал который закрьгеает элемент 5

22 И, и имнульсы с генератора 21 не поступают на вхоц счетчика 17. На этом цикл съема информации заканчивается. При этом на выходах цифро-аналоговых преобразователей 18, 19 и счетчиков 16, 17 формируются выходные сигналы устройства в виде аналога и цифры (кода) соответс -венно по грубому и точному каналам.

При заполнении счетчиков 16 и 17 коли;чество импульсов с генератора 21, прошед- is |ших через логические элементы 2О и 22 И , пропорционально положению светового еонда 13 на чувствительной поверхност фотоприемника 3, соответственно, по грубому и точному отсчету, что может фикси- 20 роваться как частота (количество импульсов в единицу времени) следования импульсо. Для последующего съема информации необходимо опять подать команды по шинам 25 Сброс и Вкл. При постоянном напряжении на фоточувствительных полосках 4, 5 и при перемещении светового зонда 13 вдоль фоточувствительных полос 4 и 5, щирвна которого не кратна периоду повторения зон нечувствительности, сигнал на контакте 7 изменяется с периодом, равным периоду зон нечувствительности, причем равномерное (или линейное) нарастание сигнапа сменяется равномерным (или линейным) спадом. Для формирования сигналов точного отсчета необходимо пилообразное изменение сигнала, т.е. нарастание, затем резкий спад и т.д. Это можно обеспечить, например, сменой 40 ;напряжения питания на тех участках, где ;происходит спад. Эти участки очевидно,пе;риодично расположены по длине фоточувстIвитальных полос 4, 5 и однозначно связаны с состоянием младщего разряда счетчика 16 канала грубого отсчета. Например, положение -1 соответствует определенной полярности напряжения на фоточувствительных полосках 4,5 (на выходе управляемого источника напряжения 24), положение О соответствует обратной полярности. Таким образом, сигнал точного отсчета на контакте 7 измэняется от нуля до максимального значения, причем это изменение косит пилообразный характер. Использование соответствующего цифроаналогоЕого перобразователя 18 позволяет реализовать любой вид позиционной характеристики устройства, получаемой по грубому каналу в виде аналога ( выход преобДля более полного использования возможностей устройства необходимо дискретность грубого канала настраивато на соответствие периоду зон нечувствительности полосок, 10 формирующих сигналы точного отсчета. В

I этом случае возмохсно получение макс11мал1 ного разрешения с помощью сигналов TO4Hov го отсчета в виде аналога ( выход иифроiаналогового преобразователя 19) и кода 30 35 |раэоввтеля код-аналог 18) и параплельно5 о кода (состояние счетчика 16) после окон-чания цикла съема информации, а также чистоты {выход элемента И 20 количество импульсов эа время съема информации). (состояние счетчика 17) после окончания цикле съема информации, а также частоты (выход логического элемента 22 И - , количество импульсов за время съема информации). Выбор соответствующего акфро-аналогового преобразователя 18 позволяет также совместить реально получаемую периодич ность точного отсчета (сигнал на контакте j 7) с дискретностью грубого отсчета, а выI бором преобразователя 19 можно учесть i реальную позиционную зависимость точного (отсчета. Зоны нечувствительности могут быть сформированы механическим путем, например, наложением соответствующей маг ки на фоточувствительные полоски 4, 5, что обеспечивает высокую стабугльность вь ;ходного сигнала точного отсчета. Наличие (ТОЧНОГО канала и преобразователей 18, 19 iпозволяет повысить точность работы устройства, поскольку погрещности относятся не 1ко всему диапазону позиционной характери- стики, а только к дискретности точного канала. Таким образом устройство обеспечивает .одновременную выдачу информации о положении источника излучения светового потока 2 в виде аналога, кода и частоты; путем выбора преобразователей 18 я 19 мирует необходимый вид позиционной характеристики; обеспзчивает выдачу информации, независящей от интенсивности источника излучения и повышение точности за счет применения точного канала. Предмет изобретения Устройство для слежения за светящимся i объектом, содержащее фотоприемник, опти- ческую систему с линейным световым зон1дом, источник напряжения, генератор импуяь 5сов7 подключенный через первый элемент И ко входу счетчика канала грубого сле |Жения и через последовательно соединенные второй и третий элементы И ко входу счетчике канала точного сленсения, в какдом из каналов слежения выход счетчика

соединен через цифро-аналоговый преобрглователь с одним из входов соответству шей схемы сравнения, отличающееся тем, что, с целью повьтшения точн( ст слежения, в нем поверхность фотоприемш ка выполнена в виде двух перпендикулярных линейному световому зонду полх:, 3( ны чувствительности и нечувствительност i которых расположены в шахматном поряд; :е, и прямоугольника, разделенного по диаго: одним из линейных контактов, подклюКиным к другому входу схемы cpaBHeiras h.iu,j.Tia грубого слежения, и примыкаюшег ) :: 1схчосам через второй линейный контакл,

соединенный с одной из шин питания, между полосами размешен третий линейный контакт, подключенный к другому входу схемы сравнения канала точного слежения, поверхность фотоприемника окантована двумя дополнительными контактами, подключенными соответственно к другой шине питания и к выходу младшего разряда счетчика канала грубого слежения, выход схемы сравнения которого соединен с одними из входов первого и второго элементов И , а выход схемы сравнения канала точного слежения подключен к одному из входов третьего элемента И .