Фотоэлектрический преобразователь Советский патент 1979 года по МПК H04N5/30 

(54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

I

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для преобразования световых сигн&лов в электрические.

Известен фотоэлектрический преобразователь, содержаошй последовательно соединенные первый фртоприемник, первьй модулятор, усилитель переменного Тока и демодупятс, вход управления которого соединен с входом управпения первого модулятора и с выходом генератора модулирующего напряжения, при ;этом параллельно входу усилителя пере мениого тока включена нагрузка, однсм временно соединенная с выходом второго модулятора, входом соединенного с вторым фотоприемником Г.

Однако известный преобразователь имеет сложную аппаратурную реализацию.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Для этого в предлагаемом фотоэлек-ррическом преобразователе генератор модулирующего напряжения другим выходом соединен с входом упргдаления второго модулятс а, при этом генератор модулирующего напряжения ш шолне н парафазны м.

На фиг. i изображена структурная электрическая сяема предложенн( преобразователя; на фаг. -ременные диаграммы, паясняющи; г6 1р аботу

Преобразоэат1аяь фотоприеь ники 1 и 2, модуляторьГ 3 и 4, усилитель 5 переменного тока, демодулятор 6, генератор 7 модул ирующего напряжения и нагрузку 8. : :nrr-rr-rr±-rt:-:

Преобразователь рвботает слекук)иаш образом.

Пусть поля зрения обоих фoтoпpиe НИКОВ 1 и 2 смещеныМЗ

стояние XQ. Тогда выходТй 1е игналы фотоприемников 1 и 2 будут сдвинуты по фазе на211Хр/л и имеют вид

I ; 2ах

иl о

H rUo UniS naitj- ---)

Эти сигналы модулируются модул$ темами 3 и 4. Результирующее переменное напряжение, выделяющееся на общей нагрузке 8, усиливается усилителем 5 и восстагшаливается демодулятором 6,

Процесс модуляции и демодуляции сигнапов поясняётсй BpeMeHibiMH дна- / граммами фиг. 2 для случая Хр Я/4, Если сигналы с двух выходов генератора 7 модулирующего колебания находят ся в противофазе, то напряжение, воэникаюшеё на нагрузке 8, будет иметь вид 4. 2,а, где кривые 1 и 2 соотвествуют исходньш модулируемьщ сигнаHii

лам IT

i

Усилителем 6 усиливается только переменная составляющая этого сигнала (область 3 на фиг. 2,а). Эта составляющая равна разности сигналов IT иТГ, имеет нулевую псстоянную составляющую и изображена отдельно на фиг. 2 б. После Демод1уляции выделяется огибающая разностного сигнала (кривая 1 на фиг. 2,6), Как видно из фиг. 2,6, полученное Hanj)H)KeHH€i не содержит постоян«ой составляющей, изменяется с частотой исходных сигналов и сдвинуто относительно них на .

Угол сдвига фаз выходного сигнала при сдвиге фаз исходных сигналов на произ;ушьный угол cj) 2 X g / д может быть найден следующим образом. Выходное напряжение определяетсй разностью XII - V4.-г 1J , Подставляя приведенные выше выражения дпя выходных сигнаяов, получим

5 X/ X X

tJrV ms - -Tlo-ll sin 2u( - fY

..c..(i.),.,

Так KaKKQ const , то последний множитель также не зависит от порядка интерференции и входит сомножителем в амплитуду сигнала. Тогда выходной сигнал имеет вид:

./Л м

TJ ir cosSft/

г)

Uaal

Для рассмотренного выше случая ( о 1 сдвиг фаз выходного сигнала относительно входного с иг нала Ц составляет - (Хо/Я. ) 2)11/4-ьП/4

амплитуда выходного сигнала в этом случае paaHaU sTJ И . На практике такой постоянный сдвиг не приводит ни к каким нежелательнь1М последствиям, так как не влияет на результат измерения порядка интерференции.

Таким образом, совместное испапь зование второго фотоприемника, поле

зрения которого смещено относительно пшя зрения первого фотоприемника в направлении перемещения объекта и вто рого,модулятора, управляемого в прот№ вофазе и включенного между вторым

фотоприемником и нагрузкой, позволяет одновременно устранить как дрейф усилителя сигнала, так и влияние нестабильности постбянной составляющей этого сигнала. Зто,в свою очередь, позволяет повысить точность фотопреобразования.

Кроме того,в данном преобразователе исключен дифференциальный усилитель, а генератор модулирующего напр жения выполнен парафазным, что знач тельно упрощает аппаратурную реализа цию преобразователя.

Формула изобретения

Фотоэлектрический преобразователь, содержащий последовательно соединенные первый фотоприемник, первый модулятор, усилитель переменного тока и

Демодулятор, вход управления которого соединен с входом управления первого модулятора и с выходом генератора модулирующего напряжения, при этом парадл1эльно входу усилителя переменного

тока вклйчёна нагрузка, одновременно соединенней с выходом второго модулятора, входом соединённого с вторым фотоприёМйиком, от ли ч. а ю щ и йс я TeMi что, с цель1б упрощения уст

ройства, .за счёт иСклгочаения диффере циальногЬ усилителя, генератор модулирующего напряжения другим выходом соединение входом упрайлекия второго ,. модулятора, при этом генератор моду лирующего напряжения выполнен парафазным. .

Источники информации, Принятые во внимание при экспертизе

1. Пратт К. Лазерные системы связи. М.,Связь, 1972, с,-153-154.