Теоретические основы оптико-электронных приборов - Мирошников М.М.
Скачать (прямая ссылка):
Поскольку во избежание потерь энергии при модуляции диакружка рассеяния обьектива выбирается равным минималь-
173
ному размеру прозрачных штрихов, растр, представленный на рис. 162, осуществляет по существу импульсную модуляцию, так как на приемник излучения поступает периодическая последовательность импульсов потока излучения переменной длительности.
Рис. 161. Вращающийся растр Рис. 162. Растр для смешанной
• для частотной модуляции частотно-время-импульсной моду-
ляции
Изменение положения цели приводит как к изменению частоты повторения импульсов (радиус-вектор цели), так и к изменению положения импульса минимальной длительности (полярный угол цели). Таким образом, растр следует отнести к системам со смешанной частотно-время-импульсной модуляцией.
§ 9. ИМПУЛЬСНАЯ МОДУЛЯЦИЯ
В общем случае различают амплитудно-импульсную и временную импульсную модуляции.
Если в результате изменения координат цели импульсы излучения, падающего на приемник, изменяются по величине, сохраняя при этом неизменными свою форму, длительность и положение, то такая модуляция называется амплитудно-импульсной (А ИМ). АИМ можно осуществить, например, с помощью секторного растра, у которого все секторы, кроме одного, закрыты. В этом случае при наличии цели в поле зрения излучение, падающее на приемник, представляет собой короткие импульсы, следующие с частотой вращения растра. Амплитуда этих импульсов уменьшается по мере приближения изображения цели к центру растра, так как уменьшается доля энергии, проходящей через растр к приемнику через все более и более узкую щель. Растровые анализаторы, обеспечивающие АИМ, не получили распространения вследствие больших потерь энергии по сравнению с аналогичными системами, обеспечивающими непрерывную модуляцию.
Если в результате изменения координат цели импульсы потока излучения, падающего на приемник, сохраняя свою форму
174
и величину, смещаются во времени на величину А/, пропорциональную координатам, то такая модуляция называется временной импульсной или время-импульсной модуляцией (ВИМ). При этом различают фазоимпульсную модуляцию (ФИМ), частотно-импульсную модуляцию (ЧИМ) и широтно-импульсную модуляцию (ШИМ) или модуляцию по длительности (ДИМ).
В случае фазоимпульсной модуляции (ФИМ) изменение координат цели приводит к сдвигу каждого импульса от его среднего положения, которое фиксируется опорными импульсами. Если модуляция заключается в изменении частоты следования импульсов, то имеет место частотно-импульсная модуляция (ЧИМ). Наконец, при изменении длительности отдельных импульсов в серии, которое достигается смещением либо переднего, либо заднего, либо обоих фронтов импульса, реализуется модуляция по длительности (ДИМ) или так называемая широтноимпульсная модуляция (ШИМ). Наиболее часто встречаются ШИМ и ФИМ.
Однокоординатная широтно-импульсная модуляция может, в частности, осуществляться с помощью установленного перед приемником неподвижного растра, одна половина которого прозрачна, а другая непрозрачна (рис. 163). За счет вобуляции изображению цели придается колебательное движение (с помощью колеблющегося зеркала) или движение по окружности (с помощью, например, оптического клина). Если изображение цели находится на оптической оси, длительность импульса составляет половину периода колебания или кругового движения. При смещении изображения на величину х длительность импульса изменяется на время
A f _ (^1 — ^2)
m — у ’
ГДе S2 — путь, проходимый изображением цели, при вобу-
ляции по прозрачной и непрозрачной частям растра; V — линейная скорость движения изображения. Так как
Sj = nR -f 2R arcsin (x/R)]
S2 = nR — 2R arcsin (x/R)\
V = (dR = 2 nnR,
где n — скорость вращения изображения, с-1, то
А/ = (2Inn) arcsin (x/R).
ротно-импульсный растр:
1 — прозрачная часть; 2 — непрозрачная часть (Р — точка, определяющая положение изображения цели, не отклоненного вобуляцией)
175
Однокоординатная ШИМ может использоваться в датчиках горизонта, когда источником излучения (целью) является восходящая звезда.
Аналогичным образом может быть построен двухкоординатный широтно-импульсный растр (рис. 164). В этом случае разность времен отсутствия сигнала [(53 — 54)/V] должна использоваться
Рис. 164. Двухкоординатный широтноимпульсный растр:
1 — прозрачная часть; 2 — непрозрачная часть (Р — точка, определяющая положение изображения цели, не отклоненного вобуля-цией, РО = d)
[(5t — 53)/V]—для управления по высоте — оси у. При выработке сигналов ошибок по двум координатам угловое положение источника излучения определяется с помощью опорного напряжения, связанного по фазе с угловым положением оптического клина, осуществляющего вобуляцию изображения На основании рис. 164 можно найти:
S 2 — S4 = 2arcsin (d sin y/R) — 2arcsin (d cos y/R)\
SL — S3 = 2arcsin (d sin y/R) + 2arcsin (d cos y/R).
Широтно-импульсная модуляция может быть получена также с помощью вращающегося растра, который представлен на рис. 165. Когда изображение малоразмерного источника излучения находится вблизи центра, на приемник падает поток излучения в виде узких импульсов (рис. 166, а). При смещении изображения к краю растра продолжительность импульсов увеличивается (рис. 166, б).
