Устройство для измерения смещения светового пятна

(505 0 01 В 21 ЗОБР а, 1977,ОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ С Ц ИДЕТЕЛ Ь СТВ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона изменения освещенности светового пятна в условиях фонового излучения. Модулированный по интенсивности поток излучения формирует на поверхности четырехквадрантного фотоприемника 1 световое пятно. Сигналы, амплитуда которых связана с величиной мещения светового пятна, формируются на выходах дифференциальных усилителей 10 и 11, подключенных через операционные усилители 2-5 к четырехквадрантному фотоприемнику 1. Постоянные составляющие сигналов, снимаемые с четырехквадрантного фотоприемника 1, выделяются с помощью ключевых элементов 13 - 16, фильтров 17-20 нижних частот, усилителей 21 - 24, токозадающих элементов 25 - 28 и прикладываются к входам операционных усилителей 2 - 5. При этом происходит глубокое ослабление постоянных составляющих сигналов, снимаемых с выходов операционных усилителей 2-5, вызванных немодулированным фоновым излучением, Выделение опорных сигналов коррелированной выборки осуществляется формированием 12 импульсов. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляизмерения смещения светового пятна,сформированного по интенсивности потокаизлучения при наличии фоновых излучений.Цель изобретения - расширение области использования за счет увеличения динамического диапазона измененияосвещенности светового пятна в условияхфонового излучения.На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит четырехквадрантный фотоприемник 1, четыре преобразователя ток - напряжение, выполненные наоснове операционных усилителей 2,3,4 и 5,охваченных отрицательной обратнойсвязью в виде цепей 6,7,8 и 9, два дифференциальных усилителя 10 и 11, входы которых через операционные усилители 2,3,4 и5 связаны и диагонально-противоположнорасположенными площадками четырехквадрантного фотоприемника 1, формирователь 12 импульсов, четыредополнительные цепи обратной связи, подключенные между выходами и входами операционных усилителей 2,3,4 и 5, каждая изкоторых выполнена в виде последовательноСоединенных ключевого элемента3(14,15,16), фильтра 17(18,19,20) нижнихчастот, усилителя 21(22,23,24) и токозадающего элемента 25(26,27,28), Формирователь12 импульсов выполнен ввиде операционНого усилителя 29 с цепью 30 отрицательной. обратной связи, вход которого подключен кобщему выводу четырехквадрантного фотойриемника 1 и цепи отрицательной обратной связи, выполненной в видепоследовательно соединенных фильтра 31нижних частот, усилителя 32 и токозадаюиего элемента 33, выход которого подключен к входу операционного усилителя 29 иформирователя 34, вход которого подключен к выходу операционного усилителя 29, авыход соединен с управляющими входамикл ючевых элементов 13-1 6.Устройство работает следующим образом.Модулированный по интенсивности потс)к излучения формирует на поверхностичеты рехквадрантного фотоприемника 1 световое пятно.Электрические сигналы, снимаемые сдиагонально-противоположно расположенных площадок четырехквадрантного фотоприемника 1, усиливаются операционнымиусилителями 2-5, охваченными цепями 6-9отрицательной обратной связи,Усиленные сигналы поступают на входыдифференциальных усилителей 10 и 11, на выходах которых формируются сигналы,знак и амплитуда которых связаны с положением светового пятна на поверхности четы рехквадрантного фотоприемника 1.5 Переменная составляющая потока излучения выделяется операционным усилителем 29 с цепью 30 отрицательнойобратной связи, входящими в формирователь 12 импульсов.10 Постоянная составляющая суммарногосигнала, снимаемого с четырехквадрантного фотоприемника 1, выделяется фильтром31 нижних частот, усиливается усилителем32, преобразуется в ток токоэадающим эле 15 ментом 33 и подается на вход операционного усилителя 29.Формирователь 34 формирует импульсы, фаза которых связана с временем формирования переменной составляющей.20 модулированного по интенсивности потокаизлучения, падающего на четырехквадрантный фотоприемник 1.Импульсы, сформированные формирователем 34, поступают на управляющие вхо 25 ды ключевых элементов 13-16.На фильтры 17-20 нижних частот посту-пают сигналы, соответствующие моментамвремени, при которых модулированный поинтенсивности поток излучения не падает30 на четырехквадрантный фотоприемник 1,На выходах фильтров 17-20 нижних частот формируются сигналы, пропорциональные интенсивности фоновогоизлучения, падающего на четырехквадрант 35 ный фотоприемник 1,Сигналы, снимаемые с фильтров 17-20нижних частот, усиливаются усилителями21-24, преобразуются в токи токо сдающими элементами 25-28 и поступают на входы40 операционных усилителей 2-5.На выходах операционных усилителей2-5 формируются сигналы с глубоким подавлением постоянной составляющей, связанной с немодулированным фоновым излу 45 чением, падающим на четырехквадрайтйййфотоприемник 1,Использование предлагаемого устройства позволяет расширить динамическийдиапазон изменения освещенности свето 50 вого пятна при наличии фонового излучения.Формула изобретенияУстройство для измерения смещениясветового пятна, содержащее четырехквад 55 рантный фотоприемник, четыре преобразователя ток - напряжение, выполненныена основе операционных усилителей, охваченных отрицательной обратной связью,два дифференциальных усилителя, входыкоторых через преобразователи ток - на1684599 Составитель Т,АйсинТехред М.Моргентал Корректор М,Кучерявая Редактор АЛежнина Заказ 3498 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, Ул.регеринв, 101 пряжение связаны с диагонально-противоположно расположенными площадками четы рехквадрантного фотоприемника, формирователь импульсов и четыре ключевых элемента, входы которых подключены к выходам преобразователей ток - напряжение,.о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области использования за счет увеличения динамического диапазона измерения освещенности светового пятна в условиях фонового излучения, оно снабжено четырьмя группами, каждая иэ которых состоит из последовательно соединенных фильтра нижних частот, усилителя и токозадающего элемента, образующих с соответствующими ключевыми элементами. включенными на входы соответствующих фильтров, дополнительные цепи обратной связи, включенные между выходами и входами соответствующих преобразователей 5 ток- напряжение, управляющие входы ключевых элементов подключены к выходу формирователя импульсов, выполненного в виде пятого преобразователя ток - напряжение, вход которого подключен к общему 10 выводу четырехквадрантного фотоприемника, и цепи обратной связи, подключенной между выходом и входом пятого преобразователя ток-напряжение и выполненной в виде последовательно соединенных фильт ра нижних частот, усилителя и токозадающего элемента.