DD223539A1

DD223539A1 - Anordnung zur empfangssignalaufbereitung fuer optoelektronische entfernungsmesser

Info

Publication number: DD223539A1
Application number: DD25733083A
Authority: DD
Inventors: Franz Jentsch
Original assignee: Zeiss Jena Veb Carl
Priority date: 1983-11-29
Filing date: 1983-11-29
Publication date: 1985-06-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Aufbereitung von Empfangssignalen fuer optoelektronische Entfernungsmesser. Ziel der Erfindung ist eine Anordnung, die eine genaue Entfernungsmessung ermoeglicht und betriebssicher arbeitet. Ausgehend vom Ziel liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, die das Empfangssignal so aufbereitet, dass die laufzeitabhaengige Intensitaetsschwaechung fuer jeden moeglichen Entfernungsmesswert kompensiert wird. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass im Signalweg des Empfangssignals ein Verstaerker mit zeitabhaengig steuerbarer Verstaerkung vorgesehen ist, dass ein Zeitplangeber zur Steuerung dieses Verstaerkers vorhanden ist und Zeitplangeber und Sendeeinrichtung miteinander verknuepft sind. Fig. 1

Description

Anordnung zur Empfangssignalaufbereitung für optoelektronische Entfernungsmesser

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Aufbereitung von Empfangssignalen für optoelektronische Entfernungsmesser, bei denen die Entfernungsinformation von der Laufzeit eines einzigen Sendeimpulses abgeleitet wird. Sie ist vorteilhaft dann anzuwenden, wenn Entfernungen mit großer Genauigkeit und unter weitgehender Ausschaltung von Störgrößen zu messen sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß das Meßsignal von optoelektronischen Entfernungsmessern, das die Meßstrecke zweimal durchlaufen muß, in seiner Intensität um so mehr geschwächt wird,.

je größer die Meßstrecke ist. Es sind deshalb elektronische Verstärkerschaltungen entwickelt worden, die die Verstärkung des Empfangssignales in Abhängigkeit von seiner Intensität regeln, d.h. die Verstärkung wird um so höher eingestellt, je geringer die Intensität des Empfangs· signales ist. Diese Lösungen sind brauchbar, wenn eine Entfernung mit 'einer Folge von Sendeimpulsen ermittelt wird, nicht aber für Entfernungsmesser, bei denen die Entfernungsinformation von der Laufzeit eines einzigen Sendeimpulses abgeleitet wird,

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In der DE - AS 2 705 386 wird ein Verfahren beschrieben, das zur Gewinnung einzelner von Rauschsignalen weitgehend freier Impulse geeignet ist und zugleich eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen. 5· Grundlage ist dabei eine Zeit-Raum-Analyse des verrauschten Eingangssignales. Ober aufwendige Transformationen des Zeit-Raum-Signales wird eine Steuergröße für die Übertragungscharakteristik eines Filters gebildet. Das verz'ögerte Eingangssignal durchläuft den Filter, so daß am Ausgang ein von Rauschanteilen weitgehend freier Impuls vorliegt. Nachteil dieses Verfahrens ist vor allem der zur Realisierung erforderliche sehr hohe materielle Aufwand und damit im Zusammenhang die große Störanfälligkeit der Schaltungsanordnung.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Anordnung zur Aufbereitung von Empfangssignalen für optoelektronische Entfernungsmesser, die mit geringem Aufwand zu realisieren ist, betriebssicher arbeitet und genaue Entfernungsmessungen ermöglicht .

Wesen der Erfindung

Ausgehend vom Ziel liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Empfangssignalaufbereitung für optoelektronische Entfernungsmesser zu schaffen, die den vom Meßobjekt reflektierten Sendeimpuls so aufbereitet, daß die laufzeitabhängige Intensitätsschwächung . für jeden möglichen Entfernungsmeßwert kompensiert wird. Die Anordnung soll insbesondere für solche Entfernungsmesser nutzbar sein, bei denen die Entfernungsinformation von der Laufzeit eines einzigen Sendeimpulses abgeleitet wird.

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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe für Entfernungsmesser mit einem elektronisch-optischen Wandler als Sendeeinrichtung, einem optisch-elektronischen Wandler als Empfangseinrichtung und mindestens einem im Signälweg des Empfangssignales, angeordneten Verstärker dadurch gelöst, daß einer der Verstärker als Verstärker mit zeitabhängig steuerbarer Verstärkung ausgebildet ist, daß ein Zeitplangeber zur Steuerung dieses Verstärkers vorhanden ist und daß der Eingang des Zeitplangebers mit einem Ausgang der Sendeeinrichtung und sein Ausgang mit einem Steuereingang des Verstärkers verknüpft sind.

Dem zeitabhängig steuerbaren Verstärker kann vorteilhafterweise ein Selektivverstärker vorgeschaltet sein. Es ist denkbar, die erfindungsgemäße Anordnung insgesamt oder zu Teilen in integrierter Schaltungstechnik auszuführen.

Die Vorteile der vorgeschlagenen Lösung bestehen im wesentlichen darin, daß die laufzeitabhängige Intensitätsschwächung des Sendeimpulses für jeden möglichen Entfernungsmeßwert kompensiert wird, daß Entfernungsmessungen mit hoher Genauigkeit möglich sind, die Anordnung mit geringem technischen Aufwand zu realisieren ist und betriebssicher arbeitet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 die Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Lösung

Fig. 2 die Abhängigkeit der Verstärkung V von der Laufzeit 1 ₄₃₃₅

In Figur 1 ist ein Impulserzeuger 1 mit einer Sendeeinrichtung 2 verbunden. Im Signalweg des Empfangssignales sind nacheinander angeordnet eine Empfangseinrichtung 3, ein Selektivverstärker 4, ein zeitabhängig steuerbarer Verstärker 5 und ein Komparator 6. Ein Zeitplangeber 7 ist über den Signalweg 8 mit einem Ausgang der Sendeeinrichtung. 2· und über den Signalweg 9 mit einem Eingang des Verstärkers 5 verknüpft..

Beim Betreiben der Anordnung wird ein.im ,Impulserzeuger

1 gewonnener elektronischer Impuls von der Sendeeinrichtung 2 als Strahlungsimpuls abgegeben und vom Meßobjekt (nicht dargestellt) reflektiert. Der reflektierte Strahlungsimpuls trifft auf die Empfangseinrichtung 3 und wird als elektronisches Empfangssi'gnal an den Selektivverstärker 4 weitergegeben. Das Empfangssignal weist gegenüber dem Sendeimpuls eine schwächere Intensität auf. Der Intensitätsverlust ist auf unterschiedliche Ursachen zurückzuführen, die hier nicht betrachtet werden sollen; er ist jedoch im wesentlichen von der Entfernung des Meß-Objektes, d.h. von der Laufzeit des Strahlungsimpulses, abhängig. Im Selektivverstärker 4 werden die Frequenzanteile des Empfangssignales mit den größten Amplituden bis zu einem bestimmten Grade verstärkt und die im Spektrum neben Mittenfrequenzen liegenden Rauschanteile un- terdrückt. Das vorverstärkte Empfangssignal wird an den zeitabhängig steuerbaren Verstärker 5 übergeben.

Inzwischen ist über den Signalweg zugleich mit der Abstrahlung des Sendeimpulses durch einen äquivalenten elektronischen Impuls der Zeitplangeber 7 gestartet worden, der über den Signalweg 9 den Verstärker 5 einem vorgegebenen Zeitprogramm entsprechend ansteuert. Dieses Zeitprogramm ordnet jeder möglichen Laufzeit t, d.h. jedem möglichen Entfernungsmeßwert, eine bestimmte Verstärkung V zu (vergl. Figur 2), so daß die Intensitätsdifferenz zwischen Sendeimpuls und Empfangssignal nahezu ausgeglichen wird. 4336

Bei kleinster Entfernung bzw. kleinster Laufzeit t₁ ist die Intensitätsdifferenz gering, so daß die kleinste Verstärkung V₁ zur Kompensation genügt. Bei größeren Meßentfernungen bzw. längeren Laufzeiten (max. t_) ist die Intensitätsdifferenz größer, so daß die Verstärkung angehoben werden muß (max. V).

Das verstärkte Empfangssignal wird zum Komparator 6 weitergeleitet und steht danach der Auswerteeinheit (nicht dargestellt) zur Verfügung.

Der Vorgang wiederholt sich mit jedem weiterem Sendeimpuls von neuem.

Claims

- 6 Erfindunqsanspruch '

1, Anordnung zur Empfangssignalaufbereitung für optoelektronische Entfernungsmesser, bei denen, die Entfernungsinformation von der Laufzeit eines einzigen Sendeimpulses abgeleitet wird, mit einem elektronischoptischen Wandler als Sendeeinrichtung, einem optischelektronischen Wandler als Empfangseinrichtung und mindestens einem im Signalweg des Empfangssignales angeordneten Verstärker, gekennzeichnet dadurch, daß einer der Verstärker als Verstärker mit zeitabhängig steuerbarer Verstärkung ausgebildet ist, daß ein Zeitplangeber zur Steuerung dieses Verstärkers vorhanden ist und daß der Eingang des Zeitplangebers mit einem Ausgang der Sendeeinrichtung und sein Ausgang mit einem Steuereingang des Verstärkers verknüpft sind.
2. Anordnung zur Empfangssignalaufbereitung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß dem zeitabhängig steuerbaren Verstärker ein Selektivverstärker vorgeschaltet ist.

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