Устройство для моделирования растровой оптико-механической сканирующей системы Советский патент 1981 года по МПК G06G7/48 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАСТРОВОЙ ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКОЙ СКАНИРУЩЕЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к области электрического моделирования и может быть использовано в области оптико-электронных приборов и систем с оптическими связями. Координаторы с частотной модуляцией нашли широкое применение в механике, в частности в угломерных системах, в следящих системах с оптической связью и в оптических устройствах для управления машинами. Известен координатор, оптико-механическая сканирующая система которого содержит оптическую часть, радиальйосекторный растр, фотоприемник, двигатель и генератор опорных напряжений. Сигнал на выходе фотоприемника, содержащий информацию о положении объекта излучения в пространстве, имеет вид Vx ooCos a t-uSin(aot-4), (1) где uefip/R - индекс частотной модуЛяции, ну ся ди ет ме се ро ли П- число .пар элементов радиашьно-секторногорастра; р, Ч - полярные координаты изображения источника излучения; R - радиус сканирования, - частога опорного сигнала (частота сканирования) , Uj - немодулированная частота выходного сигнала, uUrn o(V Этот сигнал поступает на электрончасть координатора, где выделяютнапряжения, пропорциональные кооратам. Данное устройство не позволябыстро и в широком диапазоне изять число пар рисок радийльноторнцго растра и скорость сканиания. Известно,устройство ПЗ для модеования оптико-механической скани38рующей системы координатор, содержащее генератор .опорного напряжения, 4зотопгиемнйк и радиально-секторный растр. И это устройство не позволяет быстро и в широком ;;;апазоне изменять число пар рисок радиально-секторного растра и скорость сканироаг -кия. Недостаток полукатуркой модели связан с технслогическими трудностями изменения характеристик системы широ кого диапазона„ Наиболее близким технически реше нием к изобретению является устройст во 2 для моделирования оптико-механической сканирующей системы, коор динатора, содержащее генератор опорного напряжения, преобразователь напряжение-частота, блоки умножения, сумматор и фазовращатель, выход которого подключен к первому входу первого блока ут {ножения. Выход генератора опорного напряжения соединен с первым входом второго блока умноже ния и входом фазовращателя-, выходы блоков умножения через сумматор подключены к входу преобразователя напр жение-частота, выход которого являет ся выходом устройства. Вторые входы блоков умножения являются входами за дания соответствующих координат устройства. Недостатком устройства является невысокая точность моделирования. Действительно, так как генератор опорного напряжения, вырабатывающий .сигнал с частотой д, и преобразователь напряжение-частота со средней С немодулированной) частотой, равной (JU- два независимых генератора, то равенство будет выполняться лищь приближенно, с точностью, соответствующей точности установки и поддержа ния частот 00 и йо Целью изобретения является повьппе ние точности моделирования. Эта цель достигается .тем, что в устройство для моделирования растровой оптико-механической сканирующей системы, содержащее два блока умноже ния, первые входы которых явля{отся соответственно первым и вторым входа ми устройства, выходы блоков умножения подключены к соответствующим вхо дам сумматора, выход которого со- единен со входом преобразователя напряжение-частота, второй вход вто рого блока умножения подключен к выходу фазовращателя, введены делител частоты с коэффициентом деления. авным числу элементов растра, и двоитель частоты, выход которого оединен со вторым входом первого лока умножения и со входом фазовращаеля. Вход удвоителя частоты подклюен к выходу делителя частоты, вход оторого соединен с выходом преобраователя напряжение-частота. На чертеже представлена структурая схема устройства для моделироваия растровой оптико-механической канирующей системы, которая содерит фазовращатель 1, блоки умножения , 3., сумматор 4, преобразователь наряжение-частота 5, делитель частоты и удвоитель частоты 7. Выход пребразователя является выходом устойс тва.. Входные напряжения U;( и U, пропорцио.нальные декартовым координатам источника излучения, умножаются в блоках умножения 2 и 3 соответственно на напряжение U Ujj sInQpt, которое вырабатьюается удвоителем частоты 7, и на U(, которое получается из напряжения U. При прохождении последнего через фазовращатель 1 выходные сигналы блоков 2 и 3 суммируются сумматором 4. Напряжение на выходе сзтматора 4isin(QQt Ч ) поступает на вход преобразователя 5, выходной сигнал которого, являющийся выходным сигналом устройства, имеет вид. (1) . В описываемом устройстве в качестве опорного сигнала, т.е. сигнала, подаваемого на первый.вход второго перемножителя и вход фазовращателя, используется сигнал с выхода устройства (сигнал с преобразователя напряжение-частота), преобразованный последовательно включенными делителем частоты с коэффициентом деления равным числу рисок радиально секторного растра 2п, и удвоителем частоты, что обеспечивает синхронность опорного сигнала и сигнала с выхода устройства, а значит и точное выполнение равенства (2). Использование в описьшаемом устройстве делителя частоты на 2п с последующим удвоением частоты позволяет исключить паразитную частотную модуляцию опорного сигнала при его формировании из выходного сигнала уст- ройства, представляющего собой частотно-модулированный сигнал. Таким образом, описываемое устройство позволяет повысить точность моделирования оптико-механической сканирующей системы координатора за счет точного выполнения равенства (2). При этом в устройстве достаточно просто, быстро и в широких пределах можно имитировать изменение числа пар рисок растра. Эта операция в устройстве сводится к изменению немодулированной (средней) частоты преобразователя напряжение-частота и коэффициента деления делителя частоты. Кроме того, в широком диапазоне можно имитировать изменение скорости сканирования, что сводится к изменению немодулированной (средней) частоты преобразователя напряжение-частота, а также можно имитировать перемещение источника излучения что сводится к изменению напряжений i) и Uy.

Формула изобретения

Устройство для моделирования растровой оптико-механической сканирующей системы, содержащее два блока умножения, первые входы которых являются соответственно первым и

ff

рым входами устройства, выходы блоков умножения подключены к соответствующим входам сумматора, выход которого соединен со входом преобразова теля напряжение-частота, второй вход второго блока умножения подключен к выходу фазовращателя, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности работы, в устройство введены делитель частоты с коэффициентом деления, равным числу элементо растра, и удвоитель частоты, выход которого соединен со вторым входом первого блока умножения и со входом фазовращателя, вход удвоителя частот подключен к выходу делителя частоты, вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Г. Криксунов Л.Э. и Усольцев Н.Ф. Инфракрасные ;истемы. М., Советское радио, 1968, с. 168-170.

Фт

р-

Ж