Автоматический регулятор крутизны характеристик фотодатчика — SU 1023277 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХсаииюбнеснипРЕСПУБЛИК АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫПМ 13,";. 13 ЬИЫЫ 1 НЪИ Г(56) 1. Николаев П.В., Сабинин Ю.А. Фотоэлектрические следящие системы. И., "Энергия", 1969 (гл. 3).2. Авторское свидетельство СССР ф 783752, кл. 6 05 В 11/12, 1979 (прототип).(54)(57) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР КРУТИЗНЫ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОДАТЧИКА, содержащий последовательно соединенные двухканальный модулятор свето ного потока, фотоэлектронный умножитель, усилитель и полосовой фильтр, а также блок автоматической регулировки усилителя, выход которого соединен с управляющим входом фотоэлектронного умножителя, а входс выходом первого сумматора, о тОПИСАН И АВТОРСНОЬВГ ЯО.1023277 Ацд С 05 В 1/12 л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности регулирования крутизны характеристики фотодатчика, в него введены фильтр нижних частот, генератор импульсов, второй и третий сумматоры, первый ивторой пиковые детекторы и масштабный блок, причем вход фильтра нижнихчастот соединен с выходом усилителя,а выход - с первым входом первогосумматора, второй и третий дополнительные входы которого соответственнос выходом второго сумматора черезвторой масштабный блок и выходом масштабного блока, соединенного со вторым входом второго сумматора, первыевходы первого и второго пиковыхдетекторов соединены с вьпсодом полосового фильтра, а вторые входы - свыходом генератора импульсов, выход.первого пикового детектора соединенс первыми входами второго и третьего сумматора соединен с выходом второго пикового детектора, а выход -с входом первого .масштабного блока.30 1 10232Изобретение относится к устройствам автоматического управления и регулирования фотоэлектрических следя-щих систем и может быть использовано для слежения за светящимися объектами переменной яркости при наличииизменяющегося фона и посторонних световых источников .излучения,Известен автоматический регуляторкрутизны фотодатчиков ( 1 , в кото Ором регулирование крутизны характеристики производится пропорционально, сумме световых потоков фона и объекта наблюдения.Такое регулирование крутизны характеристики фотодатчика из-за изменения световых потоков фона и объектапо неодинаковьа и существенно нелинейным законам приводит к снижениюточнооти поддержания заданной кру" 20тизны и ухудшает качество сложенияза наблкдаемыми объектами.Из известных устройств наиболееблизким по технической сущности кпредлагаемому является автоматический регулятор крутизны характеристик фотодатчика, содержащий последовательно соединенные двухканальныймодулятор светового потока, фотоэлектронный умножитель, усилительи полосовой фильтр, а также блокавтоматической регулировки усилений, выход которого соединен с управляющим входом фотоэлектронногоумножителя, а вход - с выходом первого сумматора2 3.Недостатком этого устройстваявляется то, что регулирование на"пряжения на динодах фотоэлектронногоумножителя (ФЭУ) осуществляется сиг" 4 Оналом, пропорциональным разностисветовых потоков фона и объекта наблюдения первого модулятора и световых потоков фона и объекта помехивторого модулятора, что снижает точность установки крутизны характеристики фотодатчика,Цель изобретения - повышение точности регулирования крутизны характеристики фотодатчика.Указанная цель достигается тем,что в известное устройство введеныфильтр нижних частот, генератор импульсов, первый и второй пиковыедетекторы, первый и второй масштабные блоки, причем вход фильтра нижних частот соединен с выходом усили"-теля, а выход - с первым входом пер 77 2вого сумматора, второй и третий дополнительные входы которого соеди. иены, соответственно, с выходом второго сумматора через второй масштабный блок, и выходом первого масштабного блока, соединенного со вторым входом второго сумматора, первые входы первого и второго пиковых детекторов соединены с выходом полосового фильтра, а вторые входы - с выходом генератора импульсов, выход первого пикового детектора соединен спервыми входами второго и третьего сумматоров, второй вход третьего сумматора соединен с выходом второго пикового детектора, а выход - с входом первого масштабного блока.На фиг. 1 предс"1 авлена блок-схема предлагаемого автоматического регулятора крутизны характеристики фото- датчика; на фиг. 2 - подвижная и неподвижная маски, на фиг. 3 - зависимость изменения светового потока навыходе первого канала модулятора; на фиг. 4 - зависимость изменения светового потока фона на выходе второго канала модулятора; на фиг. 5 -зависимость светового потока мешающе" го объекта на выходе второго канала модулятора,1Автоматический регулятор крутизны характеристик фотодатчика содержит двухканальный модулятор светового потока 1, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 2, усилитель 3, блок 4 автома"тической регулировки усиления, первый 5, второй 6 и третий 7 сумматоры, полосовой фильтр 8, первый 9 и второй 10 пиковые детекторы, генератор 11 импульсов, фильтр 12 нижних частот, первый 13 и второй 14 масштабные блоки.Двухканальный модулятор светового потока состоит из подвижной 15 и неподвижной 16 масок (фиг. 2). В первом канале модулятора осуществляется модуляция частотой со светового потока, проходящего через центральное отверстие неподвижной маски с помощью от" верстия 17 подвижной маски и содержащего сигнал от объекта наблюдения и фона. Во втором канале модулятора осуществляется модуляция с помощью отверстий 18 подвижной маски частотой ы 2 светового потока, проходящего через отверстия 19 неподвижной маски, и содержащего сигнал мешающего объекта (помехи) и фона.3277 4матора 5 будет пропорционален толькосветовому потоку от объекта наблюдения. Таким образом с помощью блока4 автоматической регулировки усиления крутизны характеристики фотодатчика осуществляется путем изменения высокого напряжения, подаваемого на фотоэлектронный умножительнепосредственно по сигналу, пропор- О циональному световому потоку объектанаблюденияГенератор 11 импульсов, которыйформирует импульсы малой длительности с частотой значительно меньшей 5 ы, осуществляет периодически обнуление сигналов пиковых детекторов9 и 10 с целью повышения помехоустойчивости процесса регулированиякрутизны фотодатчика. 3 102На фиг, 3, 4, 5 обозначены: ф оЮ световой поток объекта наблюдения Ф, Ф 1,- световые потоки фона перво-. го и второго каналов соответственно Фя - световой поток мешающего объекта (помехи) Т,; Т - периоды модуляции в первом и втором каналах соответственно.Регулятор работает следующим образом. 1Все световые потоки, указанные на фиг. 3, 4, 5, суммируются на входе ФЭУ и при подаче питания на выходе ФЭУ появляется напряжение, пропорциональное входному световому потоку. 1 Это напряжение поступает через усилитель 3 на фильтр 12 нижних частот, выделяющий постоянную составляющую, и на полосовой фильтр 8, выделяющий переменную составляющую частоты го ыг . Выходной сигнал полосового фильтра поступает на первые входы пиковых детекторов 9 и 10, причем на выходе первого 9 пикового детектора выделяется сигнал отрицательной 25 полярности, пропорциональный сумме световых потоков 0,5 ф +0,25 Фп, а на выходе второго пикового детектора выделяется сигнал положительнои полярности, пропорциональный сумме световых потоков 0,5 Ф 4 +0,75 ф. Вы" ходные сигналы блоков 9 и 10 алгебраически суммируются на третьем сумматоре 7 и после прохождения через первый масштабный блок 13 с коэффициентом передачи 0,5 на выходе блока35 13 формируется сигнал, пропорциональ- ный 0,25 Ф. При этом на выходе второго сумматора 6 формируется сигнал, пропорциональный 0 5 - коФ чфФ 40 торый, проходя через второй масштабный блок 14, коэффициент передачи которого равен отношению площади отверстия 17 к суммарной площади отверстий 18 подвижной маски, стано 45 вится равным сигналу фона, который содержится в качестве одной из составляющих выходного сигнала блока 12. При этом выходной сигнал первого сумПредлагаемое устройство работает с высокой точностью поддержания заданной крутизны характеристики фото- :.датчика в широком диапазоне изменения светового фона, яркости объекта наблюдения и объекта помехи. Оно выгодно отличается от регулятора, описанного в прототипе, в котором наблюдается существенно ухудшение качества регулирования при увеличении яркости помехи, а при яркостиобъекта - помехи, равной яркостиобъекта наблюдения, полностью нарушается работоспособность, чтообъясняется равенством нулю напряжения, по которому осуществляетсяпропорциональная установка напряжения на динодах ФЭУ.Таким образом, положительный эффект заключается в расширении области объектов наблюдения за счет повыше ния надежности работы, увеличения точности и улучшения качества слежения в условиях. изменяющегося фона и высокого уровня световых помех. Одновременно предлагаемое устройство позволяет значительно увеличить продолжительность наблюдения за световыми объектами.1023277 Фиг. 5 Ог Фи Составитель Г.Нефедова Редактор А.Маковская Техред М.Кузьма Корректор Г,Решетниодписно 4/ Филиал.ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 5084 Тираж 842 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауомитета СС открытийская наб.,