Датчик положения светового пятна на плоскости

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. свид ву Союз Советских Социалистических Респубпик(4 б) Дата опубликования описания 06,07,77 Государственный комитет Совете Министров СССР ео делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Московский институт электронной техники(54) ДАТЧИК ПОЛОЖЕНИЯ СВЕТОВОГО ПЯТНА НА ПЛОСКОСТИИзобретение относится к телевидениюи может использоваться в области управления световым лучом, в частности в устройствах определения положения источниковизлучения в пространстве,Известен датчик положения световогопятна на плэскости, сэдержаший источникизлучения, четыре позициэнцэ-чувствительных фотоприемника, каждый из кэтэрыхподключен к четырем предусилителям,соединенным выходами к сэответствующимвходам блока формирования команд черезканалы усиления, каждый из которых состоит из последовательно вкпочецных первогоаттенюатэра, усилителя, втор эго аттенюатора, доцэлцительцэго усилителя, полосовогофильтра Вытрямителяр при этэн 5 Гтять Выходов блэка формирования кэмацд раздельно соединены с соэтветствукпцсми входамипорогового блока,Одцако известцое устройство имеетневысокую тэаность измерецня.С целью пэвьщеция тэчця.тай измеренияв предлагаемэм датчике нерв не три вьсхода цэрогэцэгэ блэка раздельнаъцтицецы с соответствующими входами блока управления аттенюаторами, а с четвертого пэседьмой его выходы раздельно подключенысоответственно с первого по четвертыйвход блока выработки и хранения поправок,при этом первый и второй выходы блокауправления аттенюаторами раздельно соединены с вторым и третьим входами пер.-вого аттенюатора, а его третий н четвер 1 О тый выходы подключены к второму и третьему входам второго аттенюатора, причемчетыре выхода блока выработки и храце 1 цтяпоправок соединены с соответствуюцьимивторыми входами предусилителей, а егэ15 пятый вход подключен к первому выходураспределителя импульсов, соединенноговторым выходом с источником излучения,а третьим выходом - с четвертым входомблока управления аттенюаторами,20 На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого датчика положения светового пятна ца плоскости;на фиг. 2 - временные диаграммы, пэясцяю щйе его рабэту.Датчик положения светового пятна найлоскости содержит четыре позиционночувствительных фотоприемника 1, каждый иэкоторых подключен к четырем предусилителям 2, подключенным к входам каналовбусиления 3, каждый", канал состоит из последовательно включенных первого аттенюатора 4, усилителя 5, второго аттенюатора6;, дополнительного усилителя 7, полоссвого фильтра 8 и выпрямителя 9. 10Выходы последних являются выходами каналов усиления 3, которые соединены с входами блока 10 формирования команд, Пороговыйблок 11 подключен пятью входами,к выходам блока 10 формирования команд,а первыми тремя своими выходами связанс входами блока 12 управления аттенюаторами, а с четвертого по седьмой,его выходы раздельно подключены соответственно с первого по четвертый вход блока 13,увыработки и хранения поправок, Выходыпоследнего соединены с управляющими входами предусилителей 2. Выходы блока 12управления аттенюаторами подключены куправляющим входам аттенюаторов 4, 6, 2 бРаспределитель 14 импульсов связансвоими выходами с управляющими входами блока 12 управления аттенюаторамии источника 15 излучения,Блок 13 выработки и хранения попра- ЭОвок выполнен в виде двоичных счетчиковс управлением, к выходам которых подключены цифро-аналоговые преобразователи.Блок 12 управления аттенюаторами состоит из реверсивного счетчика, выходы ко ЗЬторого подключены к дешифратору, к которому подсоединены схемы рассогласования уровней,Датчик положения светового пятна наплоскости работает следующим образом, 40Автоматическая настройка фотоэлектронных трактов датчика происходит перед началом работы по источнику излучения координаты которого должны измеряться, 4 бРаспределитель 14 управляющих импульсов формирует импульс запуска источника15 излучения со световым потоком ф(фйг. 2 а), импульс установки нуля счетчйков блока 13 н импульс разрешения счета, фПо мере возрастания содержимого счетчиков блока 13 изменяются выходные напряжения цифро-аналоговых пре образователей,вызывая соответствующее увеличение коэффициентов передачи предусилителей 2О(фиг. 2 б). Световой ноток (фиг.2 а) отисточника 15 равномерно и поровну распределенпо фоточувствительным фотоприемникам 1и модулнруется тем же модулятором, чтой поток фс от регистрируемого источника60 излучения, Поток преобразуется каждымфотоприемником 1 в электрические сигналы,которые после усиления и выпрямлении вканалах усиления 3 ссавниваются в пороговом блоке 11 с аталонным напряжением.В моменты равенства выходных напряженийс аталонным срабатывают пороговые устройств в блоке 10 (фиг.2 в), которыеблокируют вентили на входах счетчиков вблоке 13,1В результате выполненных операций доо.тигается равенсэо коэффициентов передачи фотоалектронных трактов,После выключения источника 15 излучения фдатчик готов к приему световогопотока ф от регистрируемого источника излучения. Оптический тракт датчика,ранее закрытый, для потока Фс открывается и начинается регулировка коаффициентов передачи каналов усиления Э в зависимости от величины светового потока Ф,при этом выходные сигналы каналов 3 сум.мируются в блоке 10 формирования командсуммарное напряжение Ос сравнивается саталонным О зт в пороговом блоке 11 длявыработки сигналов управления реверсивнымсчетчиком блока 12 (фиг.2 г).Если ООа, то укаэанный ра;версивный счетчик работает в режиме суммирования импульсов счета, а коэффициентыпередачи цифровых аттенюаторов 4, 6 увеличиваются,Если ОсО, то счетчик работаетв режиме вычитания, вызывая соответствующее уменьшение коэффициентов передачивсех каналов 3 (фиг. 2 е).При зт+ "- "с - зт д" происходитблокировка счетного входа реверсивногосчетчика блока 12 (фиг. 2 д), ВеличинадО равна половине ширины зоны нечувслвительности контура автоматической регулировки усиления (АРУ).В результате регулировки коаффициентовпередач поддерживается неизменным суммарный сигнал Ос во всем диапазоне изменения потока Фс, благодаря этому выходные напряжения каналов 3 однозначносвязаны с положением светового пятна наплоскости и не зависят от величины потокафс, По напряжениям на выходах каналов3 вырабатываются в блоке 10 формирования команд напряжения О и О, прсьпорциональные координатам центра светового пятна,Благодаря наличие бпока управления аттенюаторами 12, блока 13 выработки и хранения поправок, источника 15 излучения и использования в каждом канале усиления 3 последовательно включенныхаттенюаторов 4, 6 с усилительными каэ.кадами 5, 7 все фотоэлектронные тракты идентичны при постоянной полосе пропуска ния по огибающей вхсдного сигнала, даже при изменении входных сигналов в большом ф динамическом диапазоне.1 В результате это го точность измерения датчика значительно повышается и становится возможным использованием его как в системах замкну того типа, так и в системах разомкнуто 1 в го типа.формула изобретенияДатчик положения светового пятна нв плоскости, содержащий источник излучения, четыре позиционно-чувствительных фотоприемМ ника, каждый иэ которых подключен к четырем предусилителям, соединенным выходами к соощетсжующим входам блока формирования команд через каналы усиления, каждый нз которых состоит из последова тельно включенных первого аттенюатора,усилителя, второго аттещоатора, дополнительного усилителя, полосового фильтра, вьпрямителя, при этом пять выходов блокаформирования команд раздельно соединеныс соответствующими входами пороговогобликсао т л и ч а ю ш и й с я тем, что,с целью повышения точности измерения,первые три выхода порогового блока раздельно соединены с соответствующими входами блока управления аттенюаторами, а счетвертого по седьмой его выходы раэдельно подключены соответс ееннос первого почетвертый вход блока выработки и храненияпоправок, при этом первый и второй выходы блэка управления аттенюаторами раэдельносоединены с вторым и третьим входами первого аттенюатора а его третий и чечаертый выхсдыподключены к второму и третьему входам втэрого аттенюатора, причем четыре выхода блока выработки и хранения поправок соединены ссооеетствующими вторыми входами предусилителей, а его пятый вход подключен к первому выходу распределителя импульсов, соединенного вторым выходом с источником излучения, а третьим выходом - с четвертым51 ОВоа)Составитель И. Черняк Редактор Т. Янова Техред М. Левицкая Корректор А. Гриценко Заказ 1125/509 Тираж 864 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4