Устройство для измерения дальности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТ ТО ИЗМКРЕНИЯ ДАЛ(54) УСТРОИСТВНОСТИ Уионный институт к измери- диапазона(57) Изобрететельной техни носи ке оптическог быть использ ано в ожс волн рения за сче со гл асов анно су запусканый передаимпульс с ельности им ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО, Я 0147804 04 0 01 С 3/Ооу 3/ одезии, метрологии, Целью изобретения является повышение производитель.ности при неизменной точности измеиспользования каналов фильтрации, По импульформирователя 16 лазерк 1 излучает световой тельностью, равной длиульса запуска, который1478043 проходит через полупрозрачные зеркала 2 и 3 и возвращаегся от отражателя 4От зеркал 2 и 3 световой импульс попадает на плоскости опорной5 и рабочей 6 фотоприемных матриц,Сигналы с каждой ячейки опорной фотоприемной матрицы 5 поступают навходы первых фильтров 7, напряженияс которых запоминаются в блоках выборки-хранения 8, которые обнуляютсяпо переднему Фронту импульса с формирователя 16, Сигналы с блоков выборки-хранения соответственно регулируюткоэффициенты усиления усилителей 10,Сигналы с ячеек рабочей фотоприемнойматрицы 6 поступают на вторые фильтры 9 и усилители 10, В результатенад рабочим сигналом производитсясогласованная Фильтрация, т,к.Изобретение относится к измерительной технике оптического диапазона волн и может быть использовано вгеодезии, метрологии.Целью из обретения явля ется повышение производительности при неизменной точности измерения,На фиг, показана общая схема устройства; на фиг,2 - амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) Фильтраи суммарная АЧХ на выходе усилителейпри воздействии опорного сигнала,Устройство для измерения дальностисодержит лазерный передатчик 1, установленный на одной оптической осис первым 2 и вторым 3 полупрозрачными зеркалами и отражателем 4, опорную5 и рабочую 6 фотоприемные матрицы,первые Фильтры 7, блоки 8 выборки ихранения, вторые фильтры 9, усилители 10, сумматоры 11, общий сумматор12, блок 13 опорных напряжений, компаратор 14, осциллограф 15, формирователь 16, выход которого соединенс входом лазерного передатчика 1,вторым входом осциллографа 15, вторыми входами блоков 8 выборки и храненияВыходы опорной фотоприемной матрицы 5 соединены с входами первых АЧХ каждой цепочки управляемых узкополосных фильтров формируется спекттр ал ь ными со ст а вля ющи ми с амо го си г нала, Сигнаиы с усилителей 10 суммируются на сумматорах 11, сигналыс которых поступают на общий сумматор2, С блока опорных напряжений 13 напервый вход компаратора 14 поступает опорное напряжение, на второйвход - сигнал с общего сумматора 12,Компаратор 14 сравнивает эти сигналыи при превышении сигнала с общегосумматора над опорным напряжением выдает импульс на осциллограф 15, развертка которого запускается от импульса с формирователя 16, Время отначала развертки до импульса с компаратора 14 пропорционально расстояниюдо отражателя 4, 2 ил,2фильтров 7 соответственно, выходыкоторых соединены с первыми входамиблоков 8 выборки и хранения соответственно, выходы последних соединеныс вторыми входами усилителей О соответственно, Выходы рабочей Фотоприемной матрицы 6 соединены с входамифильтров 9 соответственно, выходы которых соединены с первыми входамиусилителей 10 соответственно, причемвыходы усилителей 10 соединены с входами сумматоров 11 соответственно,выходы которых соединены с входамиобщего сумматора 12 соответственно,Выход сумматора 12 соединен с вторымвходом компаратора 14, первый входкоторого соединен с выходом блока 13опорного напряжения, а выход - с первым входом осциллографа 15.Устройство работает следующим образом,Формирователь 16 формирует импульсзапуска, который поступает на лазерный передатчик 1, з апу скает р аз вертку осциллографа 15 и производит стробирование блоков 8 выборки и хранения, Лазерный передатчик 1 излучаетв направлении отражателя 4 световойимпульс длительностью, равной импуль.су запуска формирователя 16. На своем 5 О 5 20 25 30пути от лазерного передатчикалуч проходит через полупрозрачные зеркала 2 и 3, С помощью полупрозрачного зеркала 2 неболыпая часть энергии импульса поступает на опорную фотоприемную матрицу 5 Нд выходах ячеек опорной фотоприемной матрицы 5 образуется электрический диалог реальной спекл-картина, который изменяется в течение длительности импульса,Сигнал с каждой ячейки опорной. фотоприемной матрицы 5 поступает на первые фильтры 7, на выходах которых появляются напряжениясоответствующие спектральным составляющим данного сигнала, Эти напряжения запоминаются в блоках 8 выборки и хранения и с помощью вторых фильтров 9 и усилителей 1 О строят такую АЧХ (фиг.2) которая согласована с данным сигналомВоэращенный отражателем 4 световой сигнал через полупрозрачное зеркало падает на плоскость рабочей 25фотоприемной матрицы 6, и на ее выходе образуется электрический аналограбочей спекл в карти Сигнал с каждой ячейки рабочей фотоприемной матрицы 6 поступает,на входы вторых 3 Офильтров 9 и через усилители 10 ыасумматор 11, В результате над сигналом производится согласованная фильтрация, так как АЧХ каждого канала об -работки формируется спектральнымисоставляющими самого сигнала,Сумматор 1 1 производит сложениесигналов от управляемых узкополосныхфил ьтро в в каждом канале со гл а со ванной фильтрации, Общий сумматор 12 40производит сложение сигналов по всейплоскости рабочей фотоприемной матрицы от кандлов согласованной фильтрации, Компаратор 14 сравнивают этусумму с опорным напряжением, задаваемым блоком 13 опорного напряжения.Если сигнал превышает этот порог, токомпаратор выдает импульс на осциллограф 15,Если на вход рабочей матрицы приходит помеховый сигндл, то так какон имеет спектр, отличный от рабочегосигнала, на выходах усилителей1 О напряжение намного меньшее, чем вслучае рабочего сигнала, После их суммирования ко мпдр дтор 14 не ср дбдтывдет, и будет правильное нсобнаружсние сигнала.Временные и спектральные характеристики сигналов однозначно определяются преобразованием Фурье, Поэтому необходимую точность измерения можно получить, увеличивая число фильтров 7 и 9, т.еуменьшая разность Я-Таким образом, устройство одним световым импульсом производит измерение нужного расстояния, при этом точность измерения не изменяется, а время уменьшается в 1 Э - 1 Э рдз,Формул а изобретения Устройство для измерения дальности, содержащее лазерный передатчик, первое и второе полупрозрачные зеркала и отражатель, расположенные на одной оптической оси, опорную и рабочую фотоприемные матрицы с ячейками, блок опорных напряжений, общий сумматор,компаратор и осциллограф, первый вход которого соединен с выходом компдратора, соединенного первым входом с выходом блока опорных напряжений, а вторым входом - с выходом общего сумматора, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено параллельными каналами согласованной фильтрации по числу ячеек фотоприемных матриц, в каждый из которых включены цепочки управляемых узкополосных фильтров с последовательно подключенными к выходу ячейки опорной фотоприемной матрицы первым фильтром блоком выборки и хранения и усилителем, второй вход которого связан с выходом второго фильтра соединенного входом с выходом соответствующей ячейки рабочей фотоприемной матрицы, один иэ входов второго сумматора сое. динен с выходом усилителя вход лазерного передатчика соединен с выходом введенного формирователя, подключенного к второму входу осциллографа и к вторым входам блоков выборки и хранения, а выходы вторых сумматоров соединены с соответствующими входами общего. суммдтооа.1478043 фК 4 4 ф КГю) Составитель В,Попо Техред А.Кравчук Редактор В.Петрад Корректор Л. Пилипенко акаэ 2352/40 . Тираж 684 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, 3-35, Раушская наб д; 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Узгород, ул. Гагарина,101