Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов (1977) (1095911), страница 28
Текст из файла (страница 28)
144. Генератор опорных напряжений (например, синусно-косинусный потенциометР) выРабатывает два напРЯжениЯ и„п„и и„„„, имеющих относительный сдвиг 90'. и,„=- и„з1п Ы; и,и =- и„„соз Я; И == 2лЕ. Фазовый детектор имеет два канала, один из которых управл"ется опорным напряжением и„,„, а второй — и,„„.
Тогда поступаю " ющее на оба канала напряжение сигнала и, = и„з1п (Ф + Ч~) преобразуется в два напряжения: и, =-А,„и, а1пч), Н О где А„— коэффициент передачи фазового детектора. В свою очередь„ и, = —.—.БИ„К-, ЛФ, где 5„„— крутизна приемника излучения, В Вт; Кт, — коэффи циент усиления усилителя. Большое распространение получил пт)лудиасавый мадуллтар— амплитудно-фазовый растровый анализатор с аграииченнай заной ф,' РИС.
145. ЛМНЛИТУДИО-фЯЯОВЫ)) РЯСТР ОСГяииисииО)т ВОВОЙ линсииОсти: )) — 1)НСУНОК 1)ЯСТ1)Я; б — ЯМ))ЛИТУДИЯИ хя1)яктсОистикя; )) -- )Ч)ОНВсс ВОяникНОВИНИН ))О))ВМСИНОЙ СОСТЯБЛИИ)П)СЙ СИ- ГИЯЛЯ Аинейнасии, -- представляющий собой концентрический секторный растр с одним прозрачным и одним непрозрачным сектором, т. е. круглую пластинку с вырезом, охватывающим угол 180" (рис.
145, а). Излучение от цели фокусируется оптической системой прибора па растре в виде пятна конечного диаметра 2г, который определяется аберрациями объектива и расфокусировкой. Если изабраж~.- ние цели находится точно в центре расгра, то модуляции не происходит, так как величина потока излучения, проходящего в этом случае через растр и воздействующего на приемник, всегда постоянна и равна половине падающего потока.
При смещении изображения от центра появляется переменная составляющая сигнала, пропорциональная разности потоков излучения, проходя- ших ч х через растр в двух крайних положениях, которые он занимает отношению к изображению в процессе вращения (рис. 145, в). по от Очевидно, что форма кривой изменения амплитуднои характеистики растра в зоне линейности (рис. 145, б) определяется в данслучае зависимостью разности потоков излучения ЛФ = ср, — — Ф, от расстояния между центрами вращения растра и гьчтна рассеяния.
Бля преобразования полярных координат, определяющих по- „„жение изображения цели на диске растра, в декартовы можно ак же как в предыдущем случае, использовать генератор опор„„,х напряжений и фазовый детектор. Обычно в сочетании с рас„атриваемым растром используется коллекторный фазовый детектор. Одной из наиболее неприятных проблем, возникающих при использовании амплитудно-фазового растра с ограниченной зоной линейности описанного типа, является необходимость ликвидации зависимости амплитуды модулированного сигнала от энергии излучения источника„так как при расположении изображения цеди в центре растра амплитуда модулированного сигнала равна пулю независимо от величины энергии, заключенной в изображении. Если это обстоятельство не учитывать, то крутизна амплитудной характеристики растра в зоне линейности оказывается переменной, что может привести к ошибкам или потере устойчивости прибора, в котором используется растр.
Решение указанной задачи может быть осуществлено путем введения дополнительной модуляции потока излучения прерывателем, установленным до растра. При этом применяется обычная схема с АРУ, описанная ранее. Однако возможно и иное решение, не требующее установки дополнительного прерывателя. В этом случае вводится модуляция излучения цели с помощью колеблющейся линзы, зеркала или вращающегося клина. В результате происходит колебание изображения цели на небольшую величину относительно среднего положения В тракте усиления возникает дополнительный сигнал, частота которого равна частоте колебания изображения, а амплитуда зависит от энергии, заключенной в изображении Выделение этого сигнала и использование его совместно с сигналом основной частоты для АРУ позволяет избавиться от изменения крутизны амплитудной характеристики растра.
1~1одуляция излучения за счет колебания изображения называется вобуляцией. растр, обеспечивающий амплитудно-фазовую модуляцию с огРаниченной зоной линейности, центр которой смещен относительно ц~~~ра вращения растра, представлен на рис. 146. Если изображение находится на расстоянии от центра, меньшем Й, оно модумод:л лируется с частотой вращения растра и имеет определенную фазу дуляции, зависящую от полярного угла ср. При смещении изо- Р жсипя вдоль радиуса за границу раздела фаза модуляции изме- няется на 180'.
При положении изображения пели ня границе ря дела часть изображения модулируется с одной фазой, а часть с противоположной, следовательно, амплитуда сигнала изменяется и становитси Равной нУлю, когДЯ энергетический центр изобря жения совпадает с линией раздела. Избежать уменьшения амплитуды сигналя до нуля на линии раздела можно, создавая вспомогательную несущую частоту, зя счет дополнитсльнйй ЯмилитуднОй мОдуляцин. Растр, реализую щий этот метод, представлен па рис.
И7. Если изображение цели М Рпс. 147. АгпилптудпофааОВый растр со смсщсп пим пептром амплитудпой карактерпстикп и пссутдей частотой Рпс. ! 46. дмплптудпофапопый пастй со смсщеппым пептром амплптудпОЙ к ар а ктер исти кп находится на расстоянии от центра такого растра, меньшем 1т', то происходит модуляция потока излучения в виде, показанном на рис. 148, а. При смещении изображения вдоль радиуса оно попадает на границу раздела двух зон и в этой области половина изображения в течение полуоборота модулируется внутренней зоной, а другая половина в течение следующего полуоборота — внешней зоной.
Внд модуляции в этом случае показан на рис. 148, б. Лальнейшее смещение изображения на внешнюю зону приводит к модуляции, показанной на рис. 148, в. Как видно из рисунка, фаза появления группы импульсов изменилясь на обратную, что используется для регистрации смещения изображения. Очевидно, что В этбм случае чем меныве размер изображенияэ тем меньшее смещение требуется для изменения фазы на обратную, т. е. тем точнее будет отсчет. Однако с уменьшением размера изображения зона линейности угловой характеристики постепенно исчезает и растр измеряет только знак отклонения изображения, а не его величину. Амплитудно-фазовый растровый анализатор с неограниченной заной линвйносгли может быть выполнен в виде секторного диск~.
пропускяние прозрачных промежутков которого изменяется по ин,"„,ому закону вдоль диаметра 1рис. 149). Такой растр был исполь „ользован Кларком в Морской исследовательской лаборатории С1цпа для ориентации ракетного спектрографа на Солнце. 1.сли изображение цели находится в центре диска растра Кларка, то модуляция излучения отсутствует. При смещении изо- бражения от центра излучение модулируется с частотой )" =- пЖ, где н — скорость вращения диска, с ', )Ч вЂ” число непрозрачных ~иля равное ему число прозрачных) секторов, а) ФМ ЕИЛФ с Рис.
148. Поток излучения, модулированный растром„ который представлен на рис. 147, при различных положениях изображения цели на растре: а — р < В; б — р — -- Я, "в — р' > К (р — радиус-вектор изображения целя) Кроме того, благодаря изменению пропускания прозрачных сект~ров диска излучение дополнительно модулируется с частотой Р=-„ Форма модулированного растром Кларка излучения представлена на рис. 150, а, а форма напряжения на выходе усилителя несущей частоты — на рис.
150, б. Мгновенное значение этого напряжения определяется выражением "= и .;(1+ п~соз01) созоз1 = и,„,„созозг+ 0,5тия, .соз ~со+ Ы)1+ + 0,5ти„„,х соз (в — И) Е, — (и„ах — и„н,)~ и „. — глубина модуляции, определяемая по положением изображения цели в плоскости растра; оз .— —— = 2д~; Ц АР Сигнал далее детектируется, и из него выделяется огибающая частоты г', амплитуда и,„„,. которой пропорциональна углу рас согласования (раднус-вектору р), а фаза — полярному углу ~ (рис. 150, в).
дальнейшее декодирование н преобразование сигнала осущ. ствляется описанным выше методом с помощью генераторов опорных напряжений и фазового детектора. Введение несущей частоты возможно также нри использовании амплитудно-фазового растра с ограниченной зонои линейности типа полудискового модулято ра, При этом наиболее простым способом является установка в прибор, кроме полудиска, до полнительпого секторного растра с большим числом нрозрач ных и непрозрачных полос.
Ис пользование эксцентрического секторного растра (рис 151) приводит к большим габаритам, но обеспечивает наличие сигнала при отсутствии рассогласования между положением изображения цели и оптической осью объектива. Концентрический секторный растр (рис. 152), Рлс. 14э. амплитуд»о-Фазовый растро- подобно растру Кларка, не ревмя анализатор с неогРани~елюй»о- шает этой задачи, но позволяет апй лиа~й~о~та~~н не~7и~сй част~тоя уменьшить габариты прибора.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
