DD223539A1

DD223539A1 - ARRANGEMENT FOR RECEPTION SIGNAL PROCESSING FOR OPTOELECTRONIC DISTANCE KNIVES

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. 1The invention relates to an arrangement for the preparation of received signals for optoelectronic rangefinder. The aim of the invention is an arrangement that allows accurate distance measurement and reliable operation. Based on the aim of the invention, the object of the invention to provide an arrangement that processes the received signal so that the term-dependent intensity weakening is compensated for every possible distance measured value. According to the invention, the object is achieved by providing an amplifier with a time-dependent controllable amplification in the signal path of the received signal, that a timer for controlling this amplifier is present, and the timing generator and transmitter are linked together. Fig. 1

Description

Anordnung zur Empfangssignalaufbereitung für optoelektronische EntfernungsmesserArrangement for receiving signal processing for optoelectronic rangefinders

Field of application of the invention

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.The invention relates to an arrangement for the preparation of received signals for optoelectronic rangefinders, in which the distance information is derived from the duration of a single transmission pulse. It is advantageous to apply when distances are to be measured with great accuracy and with substantial elimination of disturbances.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist bekannt, daß das Meßsignal von optoelektronischen Entfernungsmessern, das die Meßstrecke zweimal durchlaufen muß, in seiner Intensität um so mehr geschwächt wird,.It is known that the measurement signal of optoelectronic rangefinders, which must pass through the test section twice, is weakened in its intensity the more.

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,the larger the test section is. Electronic amplifier circuits have therefore been developed which regulate the gain of the received signal in dependence on its intensity, i. The gain is set higher the lower the intensity of the reception signal. These solutions are useful when determining a distance with a train of transmit pulses, but not for range finders where the distance information is derived from the transit time of a single transmit pulse.

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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.DE-AS 2 705 386 describes a method which is suitable for obtaining individual pulses largely free from noise signals and at the same time proposes an arrangement for carrying out the method. 5 · The basis for this is a time-space analysis of the noisy input signal. Over complex transformations of the time-space signal, a control variable for the transmission characteristic of a filter is formed. The delayed input signal passes through the filter, so that there is a pulse largely free from noise components at the output. Disadvantage of this method is mainly required for the realization of very high material costs and thus in connection the large susceptibility of the circuit arrangement.

Ziel der ErfindungObject of the invention

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 .The aim of the invention is an arrangement for the preparation of received signals for optoelectronic rangefinder, which can be realized with little effort, works reliably and allows accurate distance measurements.

Essence of the invention

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.Based on the aim of the invention, the object of the invention to provide an arrangement for receiving signal processing for optoelectronic rangefinder, which processes the reflected from the object to be measured transmission pulse so that the propagation time-dependent intensity attenuation. is compensated for any distance measurement. The arrangement should be usable in particular for those rangefinders in which the distance information is derived from the duration of a single transmission pulse.

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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.According to the invention the object for rangefinder with an electronic-optical converter as a transmitting device, an optical-electronic converter as a receiving device and at least one signal path in the signal received, arranged amplifier solved in that one of the amplifier is designed as an amplifier with time-dependent controllable gain that a Zeitplangeber for controlling this amplifier is present and that the input of the Zeitberber with an output of the transmitting device and its output are linked to a control input of the amplifier.

Dem zeitabhängig steuerbaren Verstärker kann vorteilhafterweise ein Selektivverstärker vorgeschaltet sein. Es ist denkbar, die erfindungsgemäße Anordnung insgesamt oder zu Teilen in integrierter Schaltungstechnik auszuführen.The time-dependent controllable amplifier can advantageously be preceded by a selective amplifier. It is conceivable to carry out the arrangement according to the invention in whole or in parts in integrated circuit technology.

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.The advantages of the proposed solution consist essentially in that the propagation time-dependent intensity attenuation of the transmitted pulse is compensated for each possible range, that distance measurements are possible with high accuracy, the arrangement can be realized with little technical effort and works reliably.

embodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention will be explained below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show

Fig. 1 die Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen LösungFig. 1 is a schematic representation of the solution according to the invention

Fig. 2 die Abhängigkeit der Verstärkung V von der Laufzeit 1 ₄₃₃₅ Fig. 2 shows the dependence of the gain V of the term 1 _4335th

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..In FIG. 1, a pulse generator 1 is connected to a transmitting device 2. In the signal path of the received signal are successively arranged a receiving device 3, a selective amplifier 4, a time-dependent controllable amplifier 5 and a comparator 6. A Zeitplangeber 7 is via the signal path 8 with an output of the transmitting device. 2 · and linked via the signal path 9 to an input of the amplifier 5 ..

Beim Betreiben der Anordnung wird ein.im ,ImpulserzeugerWhen operating the arrangement becomes ein.im, pulse generator

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.1 received electronic pulse emitted by the transmitting device 2 as a radiation pulse and reflected by the measurement object (not shown). The reflected radiation pulse impinges on the receiving device 3 and is forwarded to the selective amplifier 4 as an electronic receiving signal. The received signal has a weaker intensity than the transmitted pulse. The intensity loss is due to different causes, which should not be considered here; however, it is essentially dependent on the distance of the measuring object, i. from the duration of the radiation pulse, depending. In the selective amplifier 4, the frequency components of the received signal having the greatest amplitudes are amplified to a certain degree and the noise components lying in the spectrum in addition to center frequencies are suppressed. The preamplified received signal is transmitted to the time-dependent controllable amplifier 5.

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. 4336Meanwhile, via the signal path at the same time as the emission of the transmitted pulse by an equivalent electronic pulse, the timer 7 has been started, which activates the amplifier 5 in accordance with a predetermined time program via the signal path 9. This scheduler assigns each possible runtime t, i. every possible distance measurement value, a certain gain V (see FIG. 2), so that the intensity difference between the transmitted pulse and the received signal is almost equalized. 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).At the smallest distance or smallest transit time t ₁ , the intensity difference is small, so that the smallest gain V ₁ is sufficient for compensation. With larger measuring distances or longer running times (max.t_), the intensity difference is greater, so that the gain must be increased (max V).

Das verstärkte Empfangssignal wird zum Komparator 6 weitergeleitet und steht danach der Auswerteeinheit (nicht dargestellt) zur Verfügung.The amplified received signal is forwarded to the comparator 6 and is then available to the evaluation unit (not shown).

Der Vorgang wiederholt sich mit jedem weiterem Sendeimpuls von neuem.The process repeats itself with each further transmission pulse.

Claims

- 6 invention claim '

1, arrangement for receiving signal processing for optoelectronic rangefinder, in which the distance information is derived from the duration of a single transmission pulse, with an electronic-optical converter as a transmitting device, an opto-electronic converter as a receiving device and at least one arranged in the signal path of the receiving signal amplifier, characterized in that a the amplifier is designed as an amplifier with time-dependent controllable gain that a Zeitplangeber for controlling this amplifier is present and that the input of the Zeitberber with an output of the transmitting device and its output are linked to a control input of the amplifier.

2. Arrangement for receiving signal processing according to item 1, characterized in that the time-dependent controllable amplifier is preceded by a selective amplifier.

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