Телевизионное следящее устройство

СОКИ СОВЕТСНИХСОЦИАЛСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 101967 04 И 7/18 ИЕ ИЗО ПИС ТЕН ГОСУДЮфСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ ССС ЛЕМЫ ааааей н ОтЬПМ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ(Ьб) 1, Авторское свидетельство СССР В 754701, хл. Н 04 М 7/18, 27.06.78 ;1 прототип);. (54)(57) ТЕЛЕВИЗИОННОЕ СЛЕДЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО по авт. св. Р 754701, О тли чающееся тем что .с целью повышения быстродействия, зведены коипаратор скорости, элемент ИМИ, дополнительный реверсивиый счетчик, формирователь одиночного иииульса и четыре триггера, при этом первый вход компаратора скорости, соединен с выходом реверсивнаго счетчика по координате Х, второй вход компаратора скорости соединен с выходом реверсивного счетчика по координате У, первый выход компаратора скорости подключен к первому входу элемента ИЛИ и к первому входу первого и второго триггеров, второй выход компаратора скорости подключен к второму входу элемента ИЛИ н к второму входу первого и второго триггеров, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом дополнительного реверсивного счетчи- ка, второй вход которого череэ третий триггер подключен к первому вы" ходу формирователя управляюших импульсов, третий вход - через формирователь одиночного импульса к выходу четвертого триггера, а выход - к второму входу формирователя одиноч Е ного импульса; причем выход четвертого триггера соединен с третьим входом компаратора скорости, выход формирователя одиночного импульса соединен с третьим входом первого н второго триггеров, выходы которыхсоединены с вторым и третьим входами формирователя управляющих иьаулЬ- сов и распределителя импульсов.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике иможетбыть использовано в оптической локации, телевизионных автоматах и системах астронавигации.По основному авт. св. М 754701 5известно телевизионное следящее устройство, содержащее последовательносоединенные блок передающей телевизионной трубки, формирователь импульсов, коммутатор и реверсивный счетчик, а также задающий генератор,первый блок совпадения, два блокаСовпадения по координатам Х и У, интегратор по координате Х, суммирующий и вычитающий входы которого подключены к выходам соответственно пер.вого и второго блоков совпаденияпо координате Х, интегратор по координате У, суммирующий и вычитающийвходы которого подключены к выходамсоответственно первого и второгоблоков совпадения.по координате У,реверсивные счетчики по координатамХ и У, оба входа которых соединеныс выходами блоков совпадения соответствующих каналов Х, У), выходыреверсивных счетчиков соединены свходами коммутатора кодов, два управляющих входа которого подключенысоответсТвенно к второму и четвертому выходам распределения импульсов, а выход коммутатора кодов подключен к установочному входу преобразователя, два управляющих входа которого подключены соответственно к четвертому и пятому выхо- ,З 5дам Формирователя управляющих импульсов, первый и второй выходы преобразователя подключены к пятому ишестому входам интегратора по координате Х, соответственно, а третий 40и четвертый выходы преобразователяподключены к пятому и шестому входам интегратора по координате У,соответственно 1 3.Известное устройство позволяет 45определять координаты точечных световых объектов. (ТСО), однако не обладает требуемым быстродействием,так как алгоритм сканирования следящего растра не учитывает траекторию движения ТСО.Цель изобретения - повышение быстродействия,Для этого в телевизионное следящее устройство введены компараторскорости, элемент ИЛИ, дополнительный реверсивный счетчик, Формирователь одиночного импульса и четыре. триггера, при этом первый вход компаратора скорости соединен с выходом реверсивного счетчика по координате Х, второй вход компаратораскорости соединен с выходом реверсивного счетчика по координате У,первый выход компаратора скоростиподключен к первому входу элемента 65 ИЛИ и к первому входу первого и второго триггеров, второй выход компаратора скорости подключен к второму входу элемента ИЛИ и к второму входу первого и второго триггеров, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом дополнительного реверсивного счетчика, второй вход которого через третий триггер подключен к первому выходу формирователя управляющих импульсов, третий вход - через формирователь одиночного импульса к выходу четвертого триггера, а выход - к второму входу формирователя одиночного импульса, причем выход четвертого триггера соединен с третьим входом компаратора скорости, выход формирователя одиночного импульса соединен с третьим входом первого и второго триггеров, выходы которых соединены с втОрым и третьим входами формирователя управляющих импульсов и распределителя импульсов.На Фиг. 1 представлена структурная электрическая схема телевизи-, онного следящего устройства; на фиг. 2приведены диаграммы рабоТелевизионное следящее устройство содержит блок 1 передающей теле.визионной трубки, формирователь 2 импульсов, задающий генератор 3, первый блок 4 совпадения, блоки 5 и 6 совпадения по координате Х, блохи 7 и 8 совпадения по координате У, интегратор 9 по координате У, интегратор 10 по координате Х, усилитель 11 постоянного тока по координате У, усилитель 12 постоянного тока по координате Х, коммутатор 13, формирователь 14 управляющих импульсов, реверсивные счетчики 15 и 16, распределитель, 17 импульсов, реверсивные счетчики 18 и 19 по координатами Х и У, коммутатор 20 кодов, преобразователь 21, компаратор 22 скорости, элемент ИЛИ 23, формирователь 24 одиночного импульса, первый 25, второй 26, тре.тий 27 и четвертый 28 триггеры.Устройство работает следующим образом.Блок 1 передающей телевизионной трубки преобразует световое поле, находящееся в поле зрения оптичес,кой,системы, в электрический сигнал, который преобразуется формирователем 2 импульсов в импульсную последовательность, Средняя частота которой пропорциональна световому ,потоку, проходящему через апертуру диссектора, С выхода Формирователя 2 импульсная последовательность пс - тупает на первый сигнальный вход коммутатора 13, ча второй сигнальный вход которого поступает импульсная последовательность, вырабатываемая задающим генератором 3. Эта же импульсная последовательность поступает на вход формирователя 14 управляющих импульсов, который формирует из нее путем деления и выделения интервалов между импульсами, а также. генерации импульсов в эти интервалы, управляющие импульсы.Управляющие импульсы с третьего выхода формирователя 14, поступают на вход распределителя 17 импульсов 30 и на управляющий вход коммутатора 13. В исходном состоянии триггер 28 устанавливается в фиксированное состояние и блокирует компаратор 22 скорости, а формирователь 24 одиноч-, 15 ного импульса формирует импульс, производящий параллельную запись числа Ив реверсивный счетчик 1 б. При этом второй 26 и третий 27 триггеры находятся в нулевом состоянии. С выхода. распределителя 17 импульсов распределенные на четыре канала импульсы сканирования поступают на сканирующие входы интеграторов 9 и 10 по координате У и по координате Х, напряжение на выходе которых изменяется скачком под действием сканирующих импульсов и через усилители 11 и 12 постоянного тока воздейст- . вуют. на отклоняющие катушки блока 1. Таким образом на фотокатоде образуется следящнй растр по каналам Х и У, Одновременно под воздействиЬм,. управляющих импульсов коммут".тор 13 коммутирует импульсную последовательность с выхода формирователя 2 З 5 последовательно,на суммирующий и вычитающий входы первого реверсивного счетчика 15Первый реверсивный счетчик 15 подсчйтывает разность и - ., 1 = 1, 3, где 1, Ы 1 - 40 положение апертур, и = Ъ 5; Т, где А 5 средняя частота импульсной последовательности в 1-м положении апертуры, а Т - время подсчета импульсов. В интервале между счетом импульсов на первых двух выходах фор"лирователя 14 управляющих импульсов вырабатываются импульсы списывания по координатам Х и У, которые через блоки 5-8 совпадения и коьмута тор 13 поступают на первый реверсивный счетчик 15 и списывает накопленную в нем разность до нуля. Нулевое состояние первого реверсивного счетчика 15 фиксируется первьм блоком 4 совпадения, сигнал с которого запрещает прохождение импульсов списываниячерез блоки 5-8 совпадения. Таким образом на выходах блоков 5-8 выделяется сигнал рассогласования в виде пачки импульсов,. которые эа писываются в интеграторы 9 и 10, напряжение на выходе которых изменяется и через усилители 11 и 12 отклоняющие катушки блока 1 смещают следящий растр в сторону умень щения рассогласования между центром следящего растра и центром ТСО. Для уменьшения числа разрядов первого реверсивного счетчика 15 на второй сигнальный вход коммутатора 13 подают сигнал задающего генератора 3, частоту которого выбирают равной средней частоте импульсной последо-. вательности на выходе формирователя 2, когда фотокатод передающей телевизионной трубки освещен фоном. Интеграторы 9 и 10 обладают в этом случае памятью по положению. Поэтому в случае неподвижного ТСО среднее значение сигнала рассогласования на выходах блоков 5-8 совпадения равно нулю и будет только флук- туационная составляющая. В случае подвижного ТСО среднее значение сигнала рассогласования отлично от нуля и пропорционально скорости перемещения иэображения ТСО по Фото- катоду. Сигнал рассогласования по координатам Х и У с блоков 5-8 совпадения поступают на суьеиирующий и вычитающие входы реверсивных счетчиков 18 и 19, где усредняются в течение К-циклов сканирования и запоминаются. Поскольку среднее значение сигнала рассогласования пропорционально скорости перемещения ТСО, то реверсивные счетчики 18 и 19 являются "памятью по скорости.Коды скорости с выходов реверсивных счетчиков 18 и 19 поступают на коммутатор 20 кодов. Под воздействием управляющих импульсов с второго и четвертого выходов распределителя 17 импульсов коды скорости по координатам Х и У поочередно поступают на установочный вход преобразователя 21. Во время вычисления сигнала рассогласования по координате на К-м такте и преобразователе 21 устанавливается код скорости, вы" численный на К)-м такте, В ин тервале между вычислением сигнала рассогласования на первый управляющий вход преобразователя 21 поступает сигнал считывания с четвертого выхода формирователя 14. Под воздействием сигнала считывания в зависимости от знака скорости на одном из двух выходов преобразователя 21 ;по координате Х появляется сигнал скорости в виде пачки импульсов, число которых в пачке равно скорости движения изображения ТСО по координате Х. Сигнал скорости преобразуется интегратором 10 в напряжение, усиливается по току усилителем 12 и посредством отклоняющей катушки блока 1 .перемещает следящий растр по координате Х в направлении движения ТСО. Аналогично работает канал У.Количество циклов усреднения скорости реверсивных счетчиков 18 и 19определяется динамикой ТСО, а такжекачественными показателями следящего устройства и вводится с началомработы устройства записью числа"Я" во второй реверсивный счетчик 16, причем в этом режиме скани- .зрование следящего растра происходитпо каналам Х и У поочередно. Приобиулении второго реверсивного счетчика 16 им формируется импульс(фиг, 2 в)переводящий триггер 26 30в единичное состояние. Компаратор22 скорости, представляющий собойкгический компаратор двоичных чисел, на одном из своих выходов выдает в виде пачки импульсов (Фиг 2 г)15последовательный код отношения величин скорости вежду кавалавк Х иу (например Чх Ъ Чф и удерживаетдругой выход в нулевом состоянии(фнг, 2 д), Пачка импульсов через 2 Оэлемент ИЛИ 23 поступает иа суюврующий вход второго реверсивногосчетчика 16, причем количество импульсов в пачке пропорционально отношению проекции вектора скоростиЧ ТСО на координаты Х н У. Триггерами 26 и 27 Формирователь 14 ираспределитель 17 переключаются наприоритетный режим,.позволяющийпроизводить сканирование только поодной координате, например Х(Фнг. 2 а, б с момента й. до й).Работа следящего контура в этомрежиме аналогична описанной. Импульсная последоваърльвость частотысканирования, поделенная триггером И25 на два, поступает ва вычитающийвход второго реверсивного счетчика.16 и списывает с него записанноеранее число отношения скоростей,(Фиг. 2 ж), При повторном обвулении 46второго реверсивного счетчика 16,импульс обнуления (фиг. 2 в) запус-кает Формирователь.24 одиночного импульса (ФОИ) и переводит триггеры28-27 в нулевое состояние. Триггер 428 блокирует ФОИ и компаратор 22скоростиа триггеры 26 и 27 снимают приоритет с работы формюрователя 14 и распределителя 17 импульсов.Импульсом ФОИ (фиг, 2 е) осуществляется запись числа фауст" во второйреверсивный счетчик 16 и устройство переходит с момента й 2 (Фиг. 2 а,б) в.поочередное сканирование поканалам Х и У. В течение этого времени реверсивными счетчика 18 и 19вычисляются средние значения проекций скорости движения ТСО по каналам Х и У, При изменении отношенияЧ Ъ Ч работа устройства отличается от описанной только в появлениипачки импульсов иа другом выходекомпаратора 22 скорости и, таким,образом,. в режиме приоритета каналаеДинамическая ошибка слежения адопределяется по известной формулеЬа = ЧтСоТ/2где Ч - проекция скорости движения ТСО на одну иэ осейкоординат,Т/2 - время сканирования апертуры диссектора по дан-ному направлению,Очевидно, что уменьшение аЭ (увеличение .быстродействия) возможнопутем увеличения частоты сканирования Рщ 1/Т, где Т - период скавнровайия следящего микрорастра,Исходя из того, что движение ТСОможно разложить ва проекции по ортогональным осям Х и У, а вероятность равенства этих проекций мала,видно, что.:очередность сканированияпо каждому направлению для достижения максимального быстродействиядолжна быть различна. Применение режимов с выбором очередности сканирования по каналам в зависимости от величины скорости движения ТСО позволяет увеличить быстродействие телевизионного следящего устройства при определении координат ТСО движущегося по направлению параллельному одной из осей координат.Х, У на.75-80.