Устройство для развертки лазерного луча по пилообразному закону

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в лазерных устройствах записи и считывания информации.Целью изобретения является увеличение быстродействия за счет уменьшения длительности обратного хода зеркала по отношению к периоду колебаний и упрощение конструкции.На фиг,1 представлено устройст- во для развертки лазерного луча по пилообразному закону; на фиг,2 - схема детектора зон сканирования; на фиг.3 - схема Фазового дискриминатора; на Фиг,4 - временная диаграмма работы устройства (зависимости от времени угла отклонения лазерного луча / и напряжения в характерных точках электрической схемы), 20 Устройство содержит зеркало 1,э акр епленно е на о си 2 электропривода3, консоль 4, расположенную междуупорами 5, лазер 6, оптически связанный с Фотоприемниками 7 и 8, усилители-формирователи 9 и 10, детектор11 зон сканиронания, генератор 12опорной частоты, усилитель 13, Фазовый дискриминатор 14 (фиг,1), Детек",(фиг,2), Фазовый дискриминатор 14 содержит элемент И 20, 0-триггер 21,элемент ИЛИ 22, коммутаторы 23 и 24,интегратор 25 (фиг, 3),Устройство работает следующим образом,В момент включения триггеры 15 - 4017 устанавливаются внулевое состояние. На инверсном выходе КЯ-триггера15 детектора 11 зон сканирования появляется единичный сигнал, поступающий на четвертый вход (иннертирующий) усилителя 13, Ось 2 с зеркалом 1 и консолью 4, занимавшая в ис"ходный момент произвольное положениев пределах угла, ограниченного упорами 51 приходит в движение в направлении, которое считаем отрицательным,и перемещается до тех пор, пока консоль 4 не придет в соприкосновение с,.упором 5, Она продолжает оставатьсяв этом положении до тех пор, покасигнал с генератора 12 опорной частоты не поступит на 8-вход КЯ"триггера 15 и установит его в состояние" 1", При этом передний Фронт импульса с КБ"триггера 15 через Формирователь19 устанавливает П-триггер 16 в единичное состояние, а с прямого выходаэтого триггера сигнал поступает напервый вход (неинвертирующий) усилителя 13 и далее на электропривод 3, который приводит ось 2 н движение в положительном направлении, что вызывает соответствующее движение зеркала 1и пучка направленного излучения лазера .6. В момент прохождения указанного пучка по фотоприемнику 7 на выходе последнего Формируется электрический сигнал, который через усилитель-Формирователь 9 поступает напервый вход детектора 11 зон сканирования и передним Фронтом устанавливает Р-триггер 16 в исходное состояние, При этом прекращается поступле -ние сигнала с первого выхода детектора 11 зон сканирования на первый входусилителя 13 и электропривод 3, Зеркало 1 движется по инерции до тех пор,пока пучок направленного излучениялазера 6 не пересечет фотоприемник8 задний фронт сигнала которого через усилитель-формирователь 10 ивторой вход детектора 11 зон сканирования поступает на инвертор 18 и0-триггер 17. Сигнал с прямого выхода 0-триггера 17 поступает навторой выход детектора 11 зон сканиронания и дапее через усилитель 13 наэлектропривод 3, что приводит к изменению направления движения оси 2и зеркала 1,Поток направленного излучения лазера 6 пересекает на обратном ходу Фотоприемник 8, сигнал которого поступает через усилитель-Формирователь 10на второй вход детектора 11 зон сканирования и своим задним фронтом устанавливает 0-триггер 17 в исходноесостояние, прекращаяпоступление сигнала с второго выхода детектора 11зон сканирования через. усилитель 13на электропринод 3. Продолжая двигаться по инерции зеркало 1 направляетпоток направленного излучения лазера 6 на фотоприемник 7, сигнал которого через усилитель-формирователь 9поступает.на первый вход детектора 11зон сканиронания и переводит П-триг"гер 16 в состояние "1", Сигнал с выхода П-триггера 16 поступает на пер"вый выход детектора 11 зон сканирования и далее через усилитель 13 ндэлектропринод 3, меняя направлениеропривода зеркало и консольустановленную между двумя механическими упорами, генератор опорной частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия за счет уменыпения длительности обратного хода зеркала по отногпенцю к периоду колебаний и упрощения кбнструкциц, в него введены усилитель, выход которого подключен к электроприводу, первый и второй Фотоприемники, первый и второй усилители-форьпгрователи, детектор зон сканирования, Фазовый дискриминатор, лазер, причем выход последнего оптически связан через обратную сторону зеркала с первым и вторым Фотоприемниками. ныходы первого и второго Фотопрцемнцкон подключены к входам первого ц второго усилителей-Формиронатечей соответственно, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам детектора зон сканирования, к третьему входу которого подключен выход генератора опорной частоты, пер- вый и второй выходы детектора зон сканиронания подключеггы к первому и второму входам усцлцтепя и первому и второму входам фазового дискригп- натора, выход которого подключен к третьему входу усилителя, к третьему входу фазового дискриминатора подключен выход генератора опорной частоты, а третий выход детектора зон сканирования подключен к четвертому Входу усилителя2, Устройство по и, 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что детектор зон сканирования включает КЯ в триггер, первый и второй Р-трцггеры, инвертор, формирователь, причем третий вход детектора зон сканирования подключен к Б-входу КЯ- триггера, прямой выход которого подключен к входу формирователя, выход которого Подключен к Я-входу первого Б-триггера,инверсный выход КБ-триггера подключенк третьему выходу детектора зонсканирования, первый вход которогоподключен к тактовому ьходу первого Р-триггера и К-входу второго 0-триггера, прямой выход которого подключен к второму выходу детектора эонсканирования 1 тактовый вход второго 0-триггера подключен к выходу ццвертора, вход которого подключен к нторому входу детектора зон скащрования и К-входу первого Р-триггера,5 158392движения оси 2 и зеркала 1, В дальнейшем цикл работы устройства повторяется,Фазовый дискриминатор 14 обеспечивает устойчивость работы устройстна и5совместно с генератором 12 опорнойчастоты стабилизацию частоты колебаний Он работает следующим образом,.В начальный момент времени частотаколебаний превьппает частоту сигнала,поступающего с генератора 12 опорной часототы (Фиг,4). Однако из-заналичия сил трения в опорах и сопротивления воздуха эти колебания являются затухающими, Наступает момент,когда частота колебаний и частотагенератора 12 опорной частоты сравниваютсяя, Фаз оный ди скримин ат ор 14 выделяет разность Фаз между передним 20Фронтом импульса генератора 12 опорной частоты (Фиг,4 в) и задним Фронтом импульса с первого выхода детектора 11 зон сканирования (фиг,4 е).и преобразует эту разность фаз в аналоговый сигнал, корректирующий скорость развертки лазерного пучка нарабочем участке траектории сканирования (фиг,4 ж.и з). При этом сигналыс генератора 12 опорной частоты ипервого выхода детектора 11 эон сканирования поступают на элемент И, выходной сигнал которого по переднемуфронту переключает П-триггер 21 вединичное состояние (фиг.3).Сигнал с35прямого выхода триггера 21 черезэлемент ИЛИ 22 включает первый1коммутатор 23, в результате чего напервом входе интегратора 25 появляется высокий уровень логического 40сигнала. По заднему фронту импульсас первого выхода детектода 11 зонсканирования П-триггер 21 переключается в исходное состояние, Коммутатор 23 отключается и на выходе 45интегратора 25 сохраняется уровеньсигнала, пропорциональный сдвигу Фазсигналов на входе Фазового дискриминатора, В момент поступления импульса с второго выхода детектора 11 зон 50сканирования (Фиг,4 д) замыкаются обакоммутатора 23 и 24, устанавливая навходах интегратора 25 уровень нулевого потенциала, что приводит к скачкообразному обнуленцю последнего. 55Формула изобретения1, Устройство для развертки лазерного луча по пилообразному закону,содержащее закрепленные на оси элект 15839123, Устройство по п, 1, о т л и - ч ающ е е с я тем, что фазовый дискриминатор включает элемент И, третий В-триггер, элемент ИЛИ, первый и второй коммутаторы, интегратор, причем тактовый вход третьего П-триггера подключен к выходу элемента И, первый вход которого подключен к 10 15 прямой выход которого подключен кпервому выходу детектора зон сканирования, а инверсные и информационныевходы каждого Э-триггера подключены5друг к другу,третьему входу фазового дискриминатора, а второй вход - к второму входу фазового дискриминатора и К-входутретьего Р-триггера, прямой выход которого подключен к первому входуэлемента ИЛИ и входам первого и второго коммутаторов, выходы которыхподключены к первому и второму входаминтегратора соответственно, управляющий вход первого коммутатора подключен к выходу элемента ИЛИ, второйвход которого подключен к управляющему входу второго коммутатора и второму входу фазового дискриминатора,Пал ак КНТ ССС но-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород агарина, 10 Произвадс Заказ 2254 . Тираж 458вНИИПИ Государственного комитета113035, Москва,. Подписноео изобретениям и открытиям при35, Гаушская наб., д. 4/5