Датчик положения светового пятна Советский патент 1977 года по МПК G01S3/78 

текторов и суммо-разностыого блока И, аналоговый коммутатор 12, блок 13 выбора порядка и блок 14 выравнивания порядка, причем выходы усилителей 7 каждого из каналов пепосредствеппо и через элементы 8 задержки подключены к соответствующим входам блока 14 ввфавниванпя порядка соответственно через Олок 13 выбора порядка п последователвно соедпненнвш аналоговый коммутатор

12п блок 10 пиковых детекторов, управляюш,пе входы апалогового коммутатора 12 подключены к соответствуюш,им выходам блока

13выбора порядка, выходы и одпп из входов блока 14 выравпивания порядка соедппепв соответственно с входами суммо-разпостного блока 11 п третьим выходом распределителя 9 пмпулвсов.

Датчик положения светового пятна работает следуюпдпм образом.

Изоораженпе источника света в момент вснышки проецируется объективом 1 па фотоприемник . Иятпо света делится коордииатпыми осями фотоириемника 2 на четыре части, в общем случае перавные. На выходах светочувствительпых площадок фотоприемника 2 иоявляются одновременно четыре импульса с амплитудами a-i (где I - номер освещенной площадки), пропорциональныл1И величине освещенных частей. Ути импулвсы поступают на входы усилителей 7 каналов 3-Ь. сли уровень входного сигнала недостаточен для насыщения /-го каскада в каждом из усилителей 7, то на выходе этого каскада появляется импульс с амплитудой

,(1}

где К - коэффициент усилеппя каждого каскада усилителя 7;

; - порядковый номер каскада усилителя 7.

Если же у-й каскад усилителя 7 насыщается сигналом, то амнлитуда импульса на его выходе равна наирял ению ограничения Уогр. Именно на этот уровень настрое 1ы входные иороговые цепи олока 13 выбора иорядка, в котором формируются четыре кодовые комбинации из едиппц и нулей, соответствующих чнслу насыщенных п непасыщеппых каскадов усилптелей 7 в каждом пз четырех каналов 3-б. Если заппсать выралсение (1) в виде

ai - UtjK- ,(2)

то амплитуда Uij приобретает смысл мантиссы числа ai, а величина / является его порядком, т. е. выражение (2) представляет собой запись сигпала на выходе г-й площадки фотоприемппка 2 в форме с плавающей запятой. В то время как в блоке 13 выбора порядка формируются коды порядков, все зпачения мантисс Uij временпо хранятся в элементах 8 задержки, а затем подаются на входы аналогового коммутатора 12, через который на входы блока 10 пиковых детекторов проходят только четыре пз 4 от зпачений, т. е. по одпому

па кал«ый /п-каскадный канал. Выбранные значения удовлетворяют условиям

/ огр;(3)

У..(4)

Этот выбор осуществляет блок 13 выбора порядка, который формирует сигналы управлеПИЯ для апалогового коммутатора 12 из кодов порядков. Обозначим помер выбранного каскада усилителя 7 /выбр (i)pi- Тогда значения мантисс, запоминаемых блоком 10 пиковых детекторов, запищутся в виде

Ui aiK.(5/

Блок 13 выбора порядка сравнивает значения Pi между собой, выделяет напбольщее из них р макс{рг} п формирует коды разностей

Pi-p - pi.(6)

Значения b.pi с выходов блока 13 выбора порядка поступают на входы управленпя блока 14 выравнивания порядка, па сигпальных входах которого возникают потенциалы, поступающие с выходов блока 10 пиковых детекторов. Блок выравнивания порядка приводит потенцпалы L/i к одпому порядку, т. е. выполняет онерацию

V UiK-.(7

Суммо-разностный блок 11 вычисляет координаты центра «тяжести светового пятна в виде линейных комбинаций сигналов Kj и нормирует их относительно суммарной освещенности пятна:

. + V.

(8)

KI -г Кг + Кз -г К4

у - - LL :ILLI LL (9)

И1+К2 + 7з+ Благодаря наличию блока 13 выбора порядка, аналогового коммутатора 12 и блока 14 выравнивания порядка амплитуда импульсов фотоприемника измеряется для каждой

всиышки света при пулевых пачальпых условиях, т. е. пезавпсимо от результатов предыдущих измерений. Точность онределения полол ения пятпа, таким образом, пе зависит от частоты повторения вспыгпек, а динампчеекая ногрещность при этом полностью устраняется, причем обеспечивается возможность измерения координат пятпа от одипочпой вспыщки света.

Датчик обладает высокой статической точностью в щпроком днапазоне изменения мощности излучения благодаря разбиению диапазона амплитуд импульсов фотоприемника па от равпых интервалов, заданных фиксированными коэффпциептамп усилеппя каскадов

усилителей 7 и фиксированными порогами срабатывания блока выбора порядка.

Формула изобретения

Датчик положения светового пятна, содерл ащпй объектив, в фокальной плоскости которого расположен позиционно-чувствительный фотоприемник, выходами подключенный к входам четырех каналов, каждый из которых состоит из т каскадно соединенных уснлителей, выходы каждого из которых подключены к соответствующим элементам задержки, распределитель импульсов, первый и второй выходы которого подключены к управляющим входам блока пиковых детекторов и сумморазностного блока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения положения светового пятна, введены аналоговый коммутатор, блок выбора порядка и блок выравнивания порядка, причем выходы усилителей каждого нз каналов непосредственно и через элементы задержки нодключены к соответствующим входам блока выравнивання порядка соответственно через блок выбора порядка п последовательно соединенные аналоговый коммутатор и блок пиковых

детекторов, управляющпе входы аналогового коммутатора подключены к соответствующим выходам блока выбора порядка, выходы н одни нз входов блока выравнивания порядка соединены соответственно с входами сумморазностного блока н третьим выходом распределителя импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Х 3696248, кл. 250-203, 1972.