Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
140
полос. Таким образом, рассмотренный растр обеспечивает изме рсние угловой координаты цели только в одной плоскости.
Для того чтобы растр обеспечивал измерение координат цели в двух плоскостях, необходимо применять две оптические системы, размещенные относительно растра таким образом, чтобы изображения одной и той же цели были смещены относительно друг ДРУга на 90 .
Следует обратить внимание на то, что изменение частоты модулированного сигнала при изменении положения цели фактически происходит не плавно, а дискретно, так как дискретно изменяется число модулирующих полос при перемещении изображения цели вдоль оси у. Зависимость числа модулированных полос N от положения изображения цели представлена на рис. 120. Наличие «ступенек» на соответствующей кривой говорит о невозможности измерения линейных координат цели с точностью, лучшей, чем Ау, а угловых — с точностью Ay/F, где F — фокусное расстояние объектива. Для уменьшения ошибки целесообразно изменить рисунок растра таким образом, чтобы положение модулирующих полос в отдельных секторах не совпадало.
Для преобразования частоты модуляции потока излучения {частоты изменения фототока) в амплитуду электрического сигнала с целью декодирования применяются частотные детекторы (рис. 121). В простейшем случае частотный детектор представляет собой резонансный контур (рис. 121, а). Величина напряжения ы„ых* снимаемого с контура, зависит от частоты со питающего контур тока так, что на частоте со 0 = 1 /V LC имеет место максимальное значе-
шиу In 3ависимость числа модулирую- 1Ше коэффициента передачи 1 )Х полос от положения изображения f / дд п п
источника излучения на растре, реали- ^ ^вых'^вх* Могут использующем частотную модуляцию зоваться два контура
Рис. 119. Эксцентрический растровый анализатор с частотной модуляцией (восьмисекторный):
1 — пределы поля зрения; 2 — изображение источника излучения (в центре поля зрения); 3 — второе изображение источника излучения при наличии двух оптических систем (в центре поля зрения)
141
b) R
Рис. 121. Принципиальные схемы и характеристики простейших частотных детекторов: а — одиночный резонансный контур; б — два контура; в — схема с индуктивностью и емкостью
142
(рис. 121, б), резонансные частоты которых со01 и оз02 разнесены симметрично относительно средней частоты. В этом случае при изменении частоты о питающего тока амплитуда напряжения на одном контуре иВЫХ1 возрастает, а на другом и„ЫХг падает. Разность амплитуд Д«вь,х =• wBb,Xl — wBbix2 определяется величиной и знаком отклонения частоты. Вместо резонансных контуров можно использовать также схему, состоящую из двух ветвей, одна из которых представляет собой индуктивное, а другая — емкистное сопротивление (рис. 121, в). Так как коэффициент передачи напряжения схемой с индуктивностью равен
h - иш*,1и„ = 1/У !+»ВД,
а схемой с емкостью —
k2 = иКЫУг/ивх = l/l/" 1 4- 1 /a>2R2C'z,
то при частоте оз0 = 1/(LC) имеет место равенство kx = /г2 и в некотором интервале изменения частоты вокруг значения м0 выходное напряжение изменяется линейно.
\
§ 4. ФАЗОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ
Зависимость фазы модуляции потока излучения от угловых координат точечного источника (кодирование) можно обеспечить, например, с помощью растрового анализатора со скрещивающимися осями, выполненного в виде надетой на вращающийся барабан тонкой пленки, прозрачность которой изменяется по синусоидальному закону (рис. 122, а)
т = тср + 0,5 (тгаах - тш1п) sin [2nl/(L/N)\,
где Tmin — минимальное пропускание; ттах — максимальное пропускание; тср = 0,5 (ттах + тт1п) — среднее пропускание; L — длина окружности барабана (пленки); N — число полных изменений прозрачности пленки растра, укладывающихся на ее длине.
Следовательно, если на поверхности пленки сформировано изображение цели, то поток излучения, проходящий через нее и падающий на приемник, а также электрический сигнал, вырабатываемый приемником, изменяются по синусоидальному закону, причем фаза сигнала зависит от положения изображения цели на пленке растра (/)
а = A sin (соt -f ф),
где а — текущее значение переменной составляющей сигнала, вырабатываемого приемником излучения; А, со, ф — амплитуда, круговая частота и фаза сигнала.
Если барабан растра вращается со скоростью п, с-1, то круговая частота равна со = 2nf = 2jmN, а фаза зависит
[43
от положения изображения источника излучения на пленке растра причем для случая, когда начало отсчета фазы соответствует началу координат (рис. 122, а), имеем ср = 2л:l/(L/N).
Для того чтобы зафиксировать начало отсчета фазы, используются различные синхроконтакты и генераторы опорных напря-
Рис. 122. Растровый анализатор со скрещивающимися осями, обеспечивающий фазовую модуляцию: а — развертка ленты анализатора и зависимость ее коэффициента пропускания т от положения изображения источника излучения 1,6 — схема использования анализатора с фазовой модуляцией
жений (ГОНы), которые вырабатывают электрические сигналы, момент появления или фаза которых жестко связаны с положением пленки растра и не зависят от положения изображения источника излучения.
