Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов (1977) (1095911), страница 27
Текст из файла (страница 27)
136). В этом с1у гас пропускание прозрачных промежутков двухчастотного растра изменяется цо синусои~1альцому закоцу Рис. 137. Миогостуисииитнй Многоступенчатый растр для ампли- иой модул11иии тудцо- гастотной модуляции изображен па Рцс. 137. Оц состоит из кольцевых и Р . Ое .. прозрачн х и е Ро р х ' - '" ~ данном случае частота модуляции удваивается при каждом 11ереходе от внутренней кольцевой зоны к внешней.
5 6. ИМПУЛЬСНО-ЧАСТОТНАЯ МОДУЛЯЦИЯ ~и11Рльоцо-часто1пный растровый анализатор модулирует из„'у"е11ие цели так, что из11еиенис частоты модулированного сигнала "~"дел11ет знак дала рассогласования, а измецеиив длительяост11 '~"я11ии потока излучения с той или иной частотой определяет )5У величину угла рассогласования. Этим обеспечивается кодирование информации о положении цели в поле зрения. Импульсно-частотный растровый анализатор с неограниченнои зоной линейности эксцентрического типа изображен на рис.
138 В этом растре линия раздела серий полос различной частоты пред ставляет собой спираль Архимеда. При вращении диска с постояп ной скоростью поток излучения попеременно модулируется с ча стотамн ~т и 1',. Соотношение между длительностью модуляции Рис. 138. Иииульсио-иастотивй растровый аиааиаатор с исотраииосииой зоной лиисйиости: а — односеиториь~Й; б — диухсеиторигай; А — аейтреаьиаа оаружиоеть — траеитории отиоеительиого оереиеи~ении изобра- ~еиий аеои, иеаоаио~еаеи и иеитое ооае с той.или иной частотой зависит от положения изображения цели. Если изображение цели совпадает с центром рабочей части растра (точка О ), то поток излУчениЯ моДУлиРУетсЯ частотами ~, и 1а равные йромежутки времени.
При смещении изображения цели время модуляции потока излучения различными частотами изменяется. В односекторном растре (рис. 138, а) изменение частоты происходит один раз в течение одного оборота диска, в двухсекторном растре (рис. 138, б) --два раза. Обозначим через 1, и ~а промежутки времени, в течение которых осуществляется модуляция с частотами 1, и ~ соответственно. Найдем зависимость коэффициента т1 = Иа -- ~ )Й~ + ~а) называемого коэффициентом команды, от угла отклонения изображения цели вдоль оси у. Для этого рассмотрим чертеж, представленный на рис. 139.
Введем обозначения: г-- радиус-вектор спирали, соответствую. щий углу а; га — радиус-вектор, соответствующий углу а = 2п' Яр — радиус-вектОр, соОтветствующий углу а == О; р, — расстояние между центром изображения цели н центром йоля зрения „ч„ой О,); й — РасстоЯние межДУ ЦентРом моДУлиРУюЩего „„„а (О) и центром поля зрения (От). тогда можно найти: г = Йо — (Йо го) ай2п) Й = 0,5(го+ йо); рн == г — й = — йо -- (йо — го) а~(2")— — 0,5 (Ко + го) = 0,5 (Ко — г,) (1 — ай~).
1-ак как при равномерном вращении диска ~1 =- Йх; 1, = А (2л— — а), то ,1 == [- — а+ (2я — а)У(а + 1 2я — а) = — аЪ+ 1, или 1 = 2р„ййо — го).- Здесь р„=Г~р„, где Š— фокусное расстояние объектива; гр„ — угловая координата цели по оси у, следовательно, Ч =- 2ьгр„~(Яо го) т. е. коэффициент команды пропорционален угловой координате цели. При перемещении изображе- рис.
139. пр нцип альнан схема од- НИЯ ЦЕЛИ ВДОЛЬ ОСИ Х ОТНОСИ- посакторного импульсно-частотного тельная длительность модуля- растра ции изображения цели частотами ~т и 1", мениетсЯ незначительно, так как пРи большом диаметре диска ось х в пределах поля зрения практически совпадает с нейтральной окружностью. Для полного исключения этой зависимости могут использоваться растры со скрещивающимися осями, когда модулирующие полосы нанесены па поверхности вращающегося барабана (рис. 140, ц).
Так же, как и в предыдущем случае, частота повторения импульсов той или иной частоты модуляции может быть повышена за счет применения двухсекторного рисунка растра (рис. 140, 6). Разделение частот модуляции осуществляется в электронном тракте прибора с помощью фильтров, настроенных на эти частоты. аз Выходе фильтров образуются импульсы, постоянная составляюп1ая которых, выделяемая после детектирования, пропорциональна и" длительности (рис. 141). Так осуществляется декодирование ф Временные графики напряжений в схеме с импульсно-частотным рястрОм нредстявчсиы ия рис.
142. Напряжение ия Выходе усилителя н, содержит составляюЩие двух частот, котОрые сле дуют друг за другом с периодом иовтореиия где н — — скОРОсть Врьчдсиия растра с ', Ж вЂ” — число секторов Растра. Длительность импульсов той или иной частоты ~1т и 1а) зависит от положении изображения цели на ф~ растре. 11я Выходе усилителя обычно устанавливается ограничитель, который обеспечивает независимость величины сигнала от величины излучения пели и расстояния до нее.
Первые гармоники сигналов частот мОДУлЯЦии ~, и ~а, соДеР- жящиеся в напряжении на выходе ограничители, разделяются электрическими фильтрами, настроенными на эти частоты. Так кяк частоты модуляции обычно незначительно отличаются друг от друга (~Д, ~ 1,5), то избирательность фильтров должпа быть достаточно высокой, а нри более или менее широкой полосе ироиускания фильтров зто требует обеспечения формы резонансной Рис. 140. 14мпульсно-частотный растровый анализатор в виде вращающегося барабана: а — одиосекторимй; б — двухсскторний Рнс. 141.
Структурная схема одного капала оптико-электронного прибора с импульсно-частотным растром кривой, близкой к прямоугольной, т. е. создания нолосовых фильтров, что В диапазоне низких частот иредставляет собой сложную задачу. Обычно используются двухзвенные 1хС-фильтры с двойным Т-образным мостом в цепи обратной связи. Напряжение на выходе фильтров нарастает и спадает не одновременно с появлением и исчезновением входного сигнала данной частоты, а в течение времени, обратно пропорционального полосе нропускания фильтра, что является одной из причин ошибки в определении координат цели. Выходные сигналы фильтров воздействуют на спусковую схему г двумя устойчивыми состояниями равновесия — триггер, кото„,й опрокидывается под действием этих сигналов, вырабатывая йрямоугольные импульсы, длительность которых соответствует Рис.
142. Временные графики напряжений и схеме с импульсно- частотным растром длительности модулированных растром сигналов (и,„, и и,„, на Рнс. 142). Выходные сигналы триггера интегрируются и вычитаются, образуя напряжение постоянного тока иа„ пропорциональное разности времен 8т и 8е. Интегрирование сигналов триггера в простейшем случае осуществляется с помощью ЙС-цепей, выделяющих постоянную составляющую сигнала.
Однако в ряде случаев используются более сложные нелинейные схемы, осуществляющие безынерционное интегрирование. Одним из недостатков оптико-электронных приборов с импуль"о частотной модуляцией является наличие «ступеиека на амплиудпой характеристике, которые появляются вследствие дискретс™ модуляции.
6 и мпроюп иков 161 5 7. АМПЛИТУДНО-ФАЗОВАЯ МОДУЛЯЦИЯ Амплигпудно-фазоеый растровый анализатор модулирует излу ченне цели так, что изменение фазы модулированного сигнала опре деляет знак угла рассогласования, а изменение амплитуды сиг нала — величину угла рассогласования. Этим обеспечивается коди рование информации о положении цели в поле зрения. Амплитудно-фазовый растровый анализатор с неограниченной зоной линейности может быть выполнен в виде диска, пропуска 1знс. 143. Лмплнт:дно-фазовый растровый аналнзатор с неограниченной зоной лннейностн: а — рнсунок растра; 6 — нзмененве потока нзлученнн, прошедшего через растр, во времени; а — нзмененне коэффнцнснта пропускапнн растра вдолв осн у д') ФФ) МЬ+'"Ю %рФ ч,~Ф~-ьф 162 ние которого изменяется по линейному закону вдоль диаметра (рис. 143).
Если изображение цели находится в центре диска, то модуляция излучения отсутствует. При смещении изображения отцентра излучение модулируется с частотой Г = п„где и — скорость вращения диска, с ~, причем амплитуда модулированного сигнала пропорциональна радиус-вектору р, а фаза — полярному углу Ч цели. Мгновенное значение модулированного потока излучения для случая, когда козффициепт пропускания растра изменяется от О до 1, определяется выражением Ф (Х) =- т,,„Фв + Ы) З1П (2ттИ + гР), ,. е Ԅ— величина потока излУчениЯ, падающего на РастР; ~-'1Ф = 0,5ФО (тшах — тппп) Ф.й. для га,„х = 1; т,„= 0; т,р = 0,5 (т „— т,„) = 0,5 имеем: Ф (1) = О,БФ~ + ЛФ а(п(2зтЯ+ тр); ЛФ = 0,5Ф,ра. модулированное излучение воздействует на приемник, который вырабатывает злектрический сигнал, подвергающийся усилению и обработке в злектронной схеме. Выделение составляющих сигнала, пропорциональных отклонению изображения цели от центра растра в двух взаимно перпен- Рис.
144. Схема анализа, усиления и обработки сигнала при амплитудно-фазовой модуляции дикулярных плоскостях, т. е. преобразование полярных координат в декартовы (декодирование), осуществляется с помощью генератора опорных напряжений ГОН и фазового детектора ФД. Общая схема анализа, усиления и обработки сигнала представлена на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
