CS233543B1

CS233543B1 - Circuit Connection of Electronic Speedometer Electronic Unit

Info

Publication number: CS233543B1
Application number: CS837240A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Slamenik; Dusan Vavrouch
Original assignee: Frantisek Slamenik; Dusan Vavrouch
Priority date: 1983-10-04
Filing date: 1983-10-04
Publication date: 1985-03-14
Also published as: CS724083A1

Abstract

Zapojeni umožňuje účinné vyrovnáváni kolísání amplitudy signální frekvence u laserorových měřičů rychlosti používající pro vyhodnocení rychlosti smyčku frekvenčního závěsu. Automatické nastavování zesílení předzesilovače v závislosti na velikosti amplitudy mezifrekvenčního signálu však nezhoršuje kvalitu vyhledávacího procesu. Podstatou vynálezu je, že výstup mezifrekvenčního zesilovače (4) je spojen se vstupem zesilovače (2) a výstup obvodu indikujícího přítomnost signálu je spojen 8 druhým vstupem (22) zesilovače (2), zatímco vstup zesilovače (2) je spojen s optickou částí měřiče rychlosti (1 ). Zapojení je určeno zejména pro laserové měřiče j?ychlosti.The connection enables effective compensation of signal frequency amplitude fluctuations in laser speed meters using a frequency lock loop for speed evaluation. However, automatic adjustment of the preamplifier gain depending on the amplitude of the intermediate frequency signal does not impair the quality of the search process. The essence of the invention is that the output of the intermediate frequency amplifier (4) is connected to the input of the amplifier (2) and the output of the circuit indicating the presence of the signal is connected to the second input (22) of the amplifier (2), while the input of the amplifier (2) is connected to the optical part of the speed meter (1). The connection is intended especially for laser speed meters.

Description

Vynález se týká zapojení elektonické jednotky laserového měřiče rychlostí se smyčkou frekvenčního závěsu.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the wiring of an electronic unit of a laser speed meter with a frequency sling loop.

Laserové měřiče rychlosti se používají pro měření rychlosti proudění plynů, kapalin a pohybu pevných těles na základě Dopplerova posunu frekvence laserového světle, rozptýleného na částicích pohybujících se spolu s plynným nebo kapalným prostředím, nebo ne povrchu pevné látky. Svazky laserových paprsků dopadejí ze strany na pohybující se předmět' a v odřečeném a rozptýleném světle je obsažena informace o rychlosti předmětu ve formě amplitudové modulace frekvencí přímo úměrnou rychlosti pohybu předmětu. Část tohoto odřečeného světle se zachycuje a dopadá na fotoelement. Signál z optické části měřiče rychlosti je tedy střídavé nepětí, jehož frekvence je přímo úměrná rychlosti, avěak amplitudě a fáze jsou náhodná, tek jeko náhodně procházejí rozptýlené částice svazkem laserových paprsků.Laser velocity meters are used to measure the velocity of gases, liquids, and solid body motion based on the Doppler frequency shift of laser light scattered on particles moving in conjunction with a gaseous or liquid medium or not on a solid surface. The beams of laser beams strike the moving object from the side, and in the reflected and scattered light, the velocity information of the object in the form of frequency amplitude modulation is directly proportional to the velocity of the object. Part of this reflected light is captured and impinges on the photoelement. Thus, the signal from the optical portion of the velocity meter is an alternating voltage whose frequency is proportional to the velocity, but the amplitude and phase are random as the scattered particles accidentally pass through the laser beam.

Pro vyhodnocení frekvence takového signálu se často užívá smyčky frekvenčního závěsu.Frequency lock loops are often used to evaluate the frequency of such a signal.

Jak známo, frekvenční závěs obsehuje oscilátor řízený napěřím, směěovač, frekvenční diskriminátor a dolnopropustný filtr. Ve směěovači se směšuje signál přiváděný z předzesilovače s frekvencí oscilátoru, rozdílové frekvence - mezifrekvence - se vede k frekvenčnímu diskriminátoru, jehož výstupní napětí po filtraci řidi frekvenci oscilátoru.As is known, the frequency hinge comprises a voltage controlled oscillator, a transducer, a frequency discriminator, and a low pass filter. In the mixer, the signal supplied from the preamplifier is mixed with the frequency of the oscillator, the difference frequency - the intermediate frequency - leads to a frequency discriminator whose output voltage, after filtration, controls the frequency of the oscillator.

Pro získání číslicového údaje o měřené rychlosti lze například odečtením mezifrekvence od frekvence oscilátoru získat obnovenou signální frekvenci, která se čítá čítačem a zobrazuje zobrazovací jednotkou. Toto uspořádání též umožňuje měření délek předmětů integrací rychlosti v čase.For example, by subtracting the intermediate frequency from the oscillator frequency, a recovered signal frequency can be obtained, which is counted by a counter and displayed by the display unit, to obtain a digital indication of the measured speed. This arrangement also permits the measurement of object lengths by integrating speed over time.

Jak už bylo uvedeno dříve, emplituda signálu značně kolísá.,Charakter signálu je dán hustotou a rozložením částic rozptylujících laserové paprsky na povrchu měřeného předmětu. Vedle tohoto kolísání přistupuje (u pevných létek) změna amplitudy signálu související se změnou polohy měřeného předmětu vůči svazku laserového světla ve směru kolmém ke směru pohybu předmětu. Tak například při měření rychlosti válcovaného materiálu s kruhovým průřezem dochází při změně polohy vývalku např. při kmitání ke změně směru, do kterého je odražena β rozptýlena podstptné část laserového světla. Tím dochází ke kolísání amplitudy signálu ve značném rozsahu. K vyrovnání kolísání amplitudy signálu se používá automatického řízení zesílení. Řídícím napětím úměrným velikosti signálu se řídí zesílení zesilovače tak, aby se kolísání signálu zmenšilo.As mentioned earlier, the signal emplitude varies considerably. The signal character is determined by the density and distribution of the laser scattering particles on the surface of the measured object. In addition to this fluctuation, there is (for solids) a change in the signal amplitude associated with a change in the position of the measured object relative to the beam of laser light in a direction perpendicular to the direction of movement of the object. For example, when measuring the speed of a rolled material with a circular cross-section, when changing the position of a rolled metal, for example, during oscillation, the direction in which the β-scattered part of the laser light is scattered is changed. This causes the amplitude of the signal to vary widely. Automatic gain control is used to compensate for signal amplitude variations. A control voltage proportional to the signal size controls the amplification of the amplifier so that signal variation is reduced.

. Elektronika měřiče rychlosti je také vybavena pomocnými obvody, které provádějí automatické vyhledávání signálu tak, že pomocí přepínače se přivede na vstup oscilátoru řízeného napětím výstup obvodu pro automatické vyhledávání signálu, kterým se oscilátor prolaďuje, například pilovým napětím v celém rozsahu tak dlouho, až se frekvenční závěs ne signální frekvenci zavěsí. Tento vyhledávací proces se uvede v činnost obvodem indikujícím přítomnost signálu, připojeným k frekvenčnímu diskriminátoru. Toto uspořádání má nevýhodu spočívající v tom, že při automatickém vyhledávání signálu se vlivem automatického řízení zesílení zvýší zesílení natolik, že může dojít k zachycení na šum, což je nežádoucí.. The speed meter electronics are also equipped with auxiliary circuits that perform an automatic signal search by feeding a voltage-controlled oscillator input to the voltage-controlled oscillator input through which the oscillator tunes, for example a saw voltage across the range until the frequency the hinge does not hang up the signal frequency. This search process is activated by a signal indicating circuit connected to the frequency discriminator. This arrangement has the disadvantage that in automatic signal search, the gain is increased to such an extent that it can become trapped in noise due to automatic gain control, which is undesirable.

Uvedený nedostatek odstraňuje zapojení elektronické jednotky podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstup mezifrekvenčního zesilovače je spojen se třetím vstupem zesilovače a výstup obvodu indikujícího přítomnost signálu je spojen s druhým vstupem zesilovače, zatímco první vstup zesilovače je spojen s optickou částí měřiče rychlosti.This drawback eliminates the wiring of the electronic unit according to the invention, wherein the output of the IF amplifier is connected to the third input of the amplifier and the output of the signal indicating circuit is connected to the second input of the amplifier, while the first input of the amplifier is connected to the optical part of the speed meter.

Výhodou tohoto zapojeni je, že při měření účinně vyrovnává kolísání amplitudy signálu, ale nezhoršuje kvalitu při vyhledáváni signálu. Funkce zapojení je takové, že s připojením obvodu hledání signálu k frekvenčnímu závěsu se zesílení zesilovače sníží na velikost optimální pro vyhledávací proces a vypne se automatické řízení zesílení.The advantage of this circuit is that it effectively compensates for signal amplitude variations in the measurement, but does not degrade signal search quality. The wiring function is such that with the connection of the signal search circuit to the frequency hinge, the gain of the amplifier is reduced to an amount optimal for the search process and the automatic gain control is turned off.

Příklad provedení zapojení podle vynálezu je uveden na přiloženém výkresu, na němž je nakresleno blokové schéma zapojení obvodu elektronické jednotky laserového měřiče rychlosti.An exemplary embodiment of the circuit according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which a circuit diagram of an electronic unit of a laser speed meter is shown.

Smyčku frekvenčního závěsu tvoří směšovač £ zapojený přes mezifrekvenční zesilovač £, frekvenční diskriminátor g, přepínač g, dolnopropustný filtr 2 se vstupem oscilátoru § řízeného napětím, jehož výstup je spojen se směšovačem £. Ve směšovači £ se směšuje signální frekvence f_g s frekvencí oscilátoru § řízeného napětím. Rozdílová frekvence - mezifrek vence fy = f_Q-f_s se vede přes mezifrekvenční zesilovač £ k frekvenčnímu diskriminátoru g, jehož výstupní napětí se vede přes přepínač 6 a po filtraci dolnopropustným filtrem 2 se řídí frekvenci oscilátoru řízeného napětím g. Druhý výstup 41 mezifrekvenčního zesilovače £ je spojen se vstupem 23 zesilovače Z signální frekvence. Zisk tohoto zesilovače Z je řiditelný napětím na vstupu 23 tak, že v případě, kdy mezifrekvenční signál klesá, zesílení zesilovače Z zvětšuje a naopak.The loop of the frequency lock consists of a mixer 8 connected via an intermediate amplifier 8, a frequency discriminator g, a switch g, a low pass filter 2 with an input of a voltage-controlled oscillator 6, the output of which is connected to the mixer 6. The mixer mixes the signal £ frequency f _g § oscillator frequency voltage controlled. The differential frequency - vence intermediate fy = f _Q -f _s is fed via an intermediate amplifier 8 to a frequency discriminator g, whose output voltage is passed through a switch 6 and after filtering by a lowpass filter 2 controls the frequency of the voltage-controlled oscillator g. Is coupled to the signal frequency amplifier input 23. The gain of this amplifier Z is controllable by the voltage at the input 23 such that when the intermediate frequency signal decreases, the amplification of the amplifier Z increases and vice versa.

^ř V případě, že signální frekvence není přítomna po určitou dobu, obvod £ indikující přítomnost signální frekvence dá povel k přepnutí přepínače g, frekvenční závěs se rozpojí a přes dolnopropustný filtr 2 se na vstup oscilátoru 8 řízeného napětím připojí výstup obvodu pro automatické vyhledávání signálu 10. který prolaáuje oscilátor g řízený napětím v - celém rozsahu. Současně výstup obvodu £ indikujícího přítomnost signální frekvence spojený s druhým vstupem ZZ zesilovače Z nastaví optimální velikost zesílení zesilovače Z pro proces vyhledávání signálu a řízení zesílení zesilovače Z se vyřadí z funkce. Tento stav zůstává tak dlouho, dokud se frekvenční závěs opět nezachytí na signální frekvenci. ^R in the case that the signal frequency is not present for some time, the circuit £ indicating the presence of a signal frequency gives a command to the switch g Frequency hinge is opened and through a low-pass filter 2 to the input of oscillator 8 controlled voltage connects the output of the circuit for the automatic search for a signal of 10 which oscillates the voltage - controlled oscillator g over the whole range. At the same time, the output of the signal frequency indicating circuit 6 associated with the second input Z of the amplifier Z sets the optimum amplification amount of the amplifier Z for the signal search process and the amplification control of the amplifier Z is disabled. This condition remains until the frequency hinge is again attached to the signal frequency.

Tím se odpojí i obvod pro automatické vyhledávání signálu. Signální frekvence je přiváděna z optické části měřiče rychlosti 1 do vstupu 21 zesilovače Z·This also disconnects the automatic signal search circuit. The signal frequency is supplied from the optical part of the speed meter 1 to the input 21 of the amplifier.

Zapojení je určeno zejména pro laserové měřiče rychlosti.The connection is designed especially for laser speed meters.

Claims

Circuit of electronic speed meter loop with frequency loop loop consisting of a mixer connected through an IF amplifier, a frequency discriminator, a switch, a low pass filter with a voltage controlled oscillator input, characterized in that the output of the IF amplifier (4) is connected to the third input (23) the amplifier (2) and the output of the signal indicating circuit (9) are coupled to the second input (22) of the amplifier (2), while the first input (21) of the amplifier (2) is coupled to the optical portion of the speed meter (1).