160778

Известны фотоэлектронные следящие устройства, использующие в качестве чувствительного элемента диссектор, на фотокатод которого проицир.,ют оптической систсмои точечное изображение объекта сле)кения, а развертку электронаго изображения производят с помощью отклоняющих катушек в плоскости диафрагмы, установленнои перед анодом диссектора. Обе пары отклоняющих катушек питаются синусоидальными напряжениями одинаковой частоты. Для таких устройств характерны высокие требования к стабилизации частогы огклоняющих напрякеий, а также постоянство их амплитуды. Устройства не обеспечивают независимость выходного сигнала от фазового сдвига напряжений, питающих разные пары катушек.Предлагаемое фотоэлектронное следящее устройство отличается от известных большей надежностью, что достигается благодаря питанию пар катушек, отклоняющих поток электронов в каждом из двух взаимно-перпендикулярных направлений, напряжениями разнои частоты,Варианты конструкции устройства и принцип его действия иллюстрируется чертежами. На фиг, 1 представлена общая схема устройства; на фиг, 2 и 3 - возможные варианты выполнения диафрагмы (вид по стрелке А на фиг, 1); на фиг. 4 - временные диаграммы напряжений для одного из каналов слежения (по оси Х на фиг, 2 или 3),Световон пото 1 от Ооъс:.та фокс 1 пмстс оптической системой 2 на поверхость фото- катодадсссктора 4.,1;тсрал сотокатод, ьыоирают в зансост От сектра нрин- масмого излучения. Выбитыс нод дсйствнсм Зл 1 чсния э ектроь направ,яотся к 0. (ли первому эмттеру электронного умно:кителя) а. 1,ат 1 ша 6 фокмсир ет электронное изображение ооъекта в плоскосг диафрагмы 7 диссектора 4. В диафрагме 7 си. фиг. 2) имеется квадратное отверстис, центр которого совмещен с осью дисссктора и вссоптической системы. Размер отверстия д выоирают в соответствии с размсром получсного электронного изображеня объекта излучения и требуемым отошенем сигала к шуму. При чрезмерно малом отверстии будет использоваться не все количество излучаемой энергии, при слишком большом - уменьшается отношение сигнала к шуму вседствие дробовых шумов, обусловленных неоесным фоном, На две пары Отклоякщнх катпск 8 от генератора 9 подаются два синусоидальных напряжения различной частоты: напряжение l частотон и на Однм пдрм катмшек, напряжение с, частотой в - на другую. Для развертки фотоэлектрошого изооражения можно использовать также симметричные пилообразные напряжения.Катушки расположены таким образом, что магнитное поле одной пары (питаемой напряжением У частотой а 1) смещает поток электрОПОВ В пдпряВлеции пяряллельноь Оси Х (см. фцг. 2), а поле другой пары - в цаправлсцци параллельном осц У. При одновременной п 0;ячс дв 5 х отклоцяощих папряя(ецп будет происходить дгойцая модуляция выходного сцгцдла дцсссктора.1-а фиг. 4, а показано напряжение С 1 прик.12;ьцясос к кдГу 1 цкям, кТОрыс отклони 01 поток электро,ов в горизонтальном цдгрлвлсццц.Принято, что увеличению папрягкецця в ПОЛО:КЦТСГЬЦ ЦЛПРЛРЛСЦЦИ .ООТВСТСТВСт сменсинс элсктроцогпятна по диафрагме гпрлво (см. фцг. 2). Вслцпцу цдпргкспц 5 выцрдют тдкоц, тоси амплитуда смещения С сгь,л больше полошшы шприцы отверстия. (С - - ). 1 рсзмсрцое угслцчсццс дмплитудь4Янецелесообразно, так кдк прц этом увеличивается скгяг(цсть импу,ьсов и ухспьшястс 5 ВХОДпой СЦГЦЯЛ.Если избрав(сцпс обтсктя це имеет смсцсЦЦ 51 В ГОРП 3 ЦТЛЛ 1:ОМ ЦЯПРДГЛСЦИИ И ЦСЦТР сго цдхо,цтся в точкецл оси У, то с дцссек. ТОРС СЦЦЪ:ЛСТС 5 ИП 1 ЛСПЬ СЦГЦДЛ С (СГП 1)пг. -1, б), сммстрцчпый относительно оси ордццлт. О: цблющдя импульсов содержит только чстцыс гармоники основной частоты и,.1 Птрпховой Гпццсй обозначена вторая гармоника а;, со, 2 оПрц смсцспц изображения объекта излу- ЧСЦЦЯ ОТ ОСЦ о ВПРЯБО В ТосК К, С ДЦСССК- т 1 эа си; лстс 5 сцгпа. Сг (со. фиг, 4 5). Огцлопя попульсов прц этом приобретает вцд дсц;мстрцчцой кривой, которая содсркит Г 11 опцкм 1 В 1 п со г ОсцОВПОй ястоть. Зтя Гл р ъОП ил ц мест фазу, сдвццутмО ц:.1 180 потпоцсцп 1( фдзс цдпряжспия ПОДЛВДС О ЦЯ КЛТ ШКИ 8,Ня фиг. 4, г ц д представлены еще двя импульсных сигнала с,;, и 1, получаемых при отклонении изображения объекта соотвстствспо в точки 1 и пг, и первые гармоники этих сцгцдлоь 6;, ."-п о 1 и Ьц зп со, 1, Явлцющисся результатом разложения импульсного сигнала в ряд (1 урьс. Лмплитуды этх гармо- ЦПК ЦССКОЛЬКО ЦЗМСП 51 ЮТСЯ, ЦО СДВИГ фаЗЫ ОТ- цоситслы о напряжения l, остается неизменным и раьцым 180.При отклонении изобракения объекта от вертикальной оси влево, в точку и, с диссектора снимается сигнал с 1, (см, фиг, 4,е). 1 аза первой гармоники Ь,-, эп со 1 в этом случае совпадает с фазой напряжения с 1 и противоположна фазе сигнала, получаемого при смещении изображения вправо.В общем виде сигнал, получаемый с диссектора при приложении напряжения У, к го. ризоцтальцо отклоняющим катушкам, могкнопредставить следующим выражением:г" (Х, ) = а, (Х) + д (Х) зп ос ++ а(Х) сов 2 о,+ ,где Х - смещсцие изобважения объекта по диафрагме диссектора В горизонтальном направлении.Точ о так же, если прикладывать только напряжение с частотой со к катушкам, осуцсстгляющцм отклонение по вертикали, то полученный сигнал можно представить в ви- ДС:г-(У 1) .= ао(У) -- , д(У) эпо,1++ а,сов 2 о, + ,Гдс У -- смещение изображения съекта по дияфраГме диссектора В Вертцкялы 10 м цд правлении.Прц одновременном прилогкеии двух отклоняющих мапцтцых полей происходит умц 5 кспис двух рядов, Получещый при этом сцгпдл является функцией времени и двух координат (Х и У) положения электронного пятна ца;пафраг.;е:Р(Х, ),) = ао(Х)ао(У) - , а,(У) 1 г(Х) зПо+ + а(Г) а.,(Х) сов 2 о,+ а,(Х) д,(У) зп о,+ - а,(Х) а., (У) сов 2 о 1+ ,- члены с суммарной и рязцостцой частотой.НЯ:ичце в 1 эязлоксц 5 ГархОпик с основными частотами со ц соао (У)(Х) зп ог и ао (Х) дг (Ц) зп огсвидетельствует об отклонении изобраи(ения Ооъекта относительно оптической осц соответственно по координатным осям Х и У (при нахождении изображения объекта ца оптической оси в выходном сигнале присутствуют только четные гармоники основной частоты). Для определения направления отклонения сипал с диссектора, усиленный предусилителем 10, поступает ца два избирательных усилителя 11 и 12 следящей системы, настроенных соответственно на частоты о и оо. Затем гармоники частотой оо и со спавциваются в демодуляторах 15 и 14 по фазе с двумя опорными напряжениями, которыми служат напряжения, питающие отклоняющие катушки. По сдвигу фаз (О или 180) определяется направление отклонения изображения объекта относительно оптической оси системы. Полученные с демодуляторов сигналы используются для перемещения оптической оси системы по двум взаимно-перпендикулярным направлениям в нейтральное положение, при котором изображение объекта совмещено сЛЪ 160778 фи Фи иг оптической осью и в сигнале диссектора отсутствуют гармоники основных частот ) ц ь 1.Частоты ) и и долкиы быть гыорацы так, чтобы оии це были целыми, кратными друг другу числами, а усилители следящей сцстемы должны быть подобраны таким образом, чтобы составляющие сигнала с суммарной и разностцой частотой находились вце полосы их пропускания.Если отверстие в диафрагме имеет вид це квадрата, а прямоугольника, то в этом случае амплитуды отклоняющих наприкеций долкцы быть выбраны различными.Сле;ящее устройство может быть и с круглым Отверстием в ди"фрагме, как показаио ца фиг. 3. Но при этом возникает некоторое неудобство. Если рассмотреть два положения электронного пятна д и е, одинаково смещенные по оси Х и по-разцому по оси У, то при приложеиии отклоняющего магнитного поля по оси Х хорды, по которым электронное пятно пересекает отверстие, будут неодинаковыми, Поэтому скважцость импульсов, а следовательно, и амплцтуда первой гармоники в этом случае сильно изменяется. То же и в случае, когда элсктроццое пятно одинаково смещеио по оси У, цо неодинаково по оси Х. Указанное затруднение можно преодолеть, вводя автоматическое регулирование амплитуды отклоняющих цапряжепий.Положенный в основу работы предлагаемого устройства принцип позволяет определить це только направление смецения оптической оси системы относительно направлений ца источник излучения, цо ц велцчицу смещения (в случае прямоугольного илц квадратного отверстия). Амплитуда первой гармоники Ь возрастает от нуля при отсутствии смещения до максимального зцачсцця (соответствующего прц прш;ятой величине С=д точке ).Прц дальцейшем увеличении смешения элскгроццого пятна отцосцтсльно центра диафрагмы (например, в точку 11) амплитуда первой гармоники снова начинает уменьшаться вследствие того, что электронное пятно прц От:,Оцеццц магццтцы)1 поле) пересекает отгерсгце диафрагмы уже неполностью ц суммарная длительность импульсов выходного сцпала уменьшается за олин период отклонецця электронного пятна.Регулируя величину С, можно добиться того, что упомяцутое уменьшение амплитуды будет происходить вце поля обзора оптической системы. Прц этом амплитуда первоц гармоники выходного сигнала будет одцозцачцо определять гс,цчПу рассогласовацця оптической оси от цаправлсшя ца объект. Предмет изобретен ц я Фотоэлектронное следящее устройство, использующее в качестве чувствительного эле)ецта дцссетор, ца (1)ОтокатОД 1 Оторого процццруют оптцческоц системой точечное цзображецце Ооъекта слежецця ц производят развсртк) электроццого цзображецця с помогьо отклоняющих катмшек в плоскости диафрагмы, установленной перед анодом дцссектора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, отклоця 1 Ощце катмшкц в секции персцоса дцссектора подкпочецы к генератору, питающему каж;уо цз пар катушек. смешаюццх поток электронов соответстге но в одном цз двух взаимно-перпецдцкугярцьх направлении, пере)1 сццы)1 ц цапряксцця)и разной 1 астоты.ипография, пр. Сапунова, 2,одп. к печ, 20/111 - 64 г. Форма каз 5 осЗ/17 Тир ЦНИИПИ Государственного комитета Москва, Центр