SU1425446A1 - Light range finder - Google Patents
Light range finder Download PDFInfo
- Publication number
- SU1425446A1 SU1425446A1 SU874184876A SU4184876A SU1425446A1 SU 1425446 A1 SU1425446 A1 SU 1425446A1 SU 874184876 A SU874184876 A SU 874184876A SU 4184876 A SU4184876 A SU 4184876A SU 1425446 A1 SU1425446 A1 SU 1425446A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- generator
- frequency
- input
- tunable
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области геодезического приборостроени и позвол ет расширить диапазон измерени рассто ний в сторону малых дистанций светодальномерами с перестраиваемыми по частоте модул ционными генераторами за счет искусственного увеличени посто нной прибора путем введени в тракт измер емого сигнала схемы 11 временной задержки, выполненной в виде последовательно соединенных первого смесител 21, перестраиваемого фильтра 23 первой промежуточной частоты , второго смесител 24 и перестраиваемого фильтра 25 второй промежуточной частоты, а также вспомогательного генератора 22, пр мой и инверсный выходы которого соответственно соединены с вторыми входами первого и второго смесителей-21 и 24, причем частота второго фильтра 25 устанавливаетс равной частоте входного сигнала, подаваемого на вход схемы 11 временной задержки. Врем задержки сигнала- определ етс временным интервалом полупериода частоты вспомогательного генератора 22. Кроме того, в схему светодальномера дополнительно введены генератор пило- (образного напр жени , триггер и два элемента И. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. & (ЛThe invention relates to the field of geodetic instrumentation and allows extending the distance measurement range towards small distances by light-rangefinders with frequency-tunable modulation oscillators by artificially increasing the constant device by introducing a time delay in the form of a connected signal the first mixer 21, the tunable filter 23 of the first intermediate frequency, the second mixer 24 and the tunable filter 25 of the second prom the daily frequency, as well as the auxiliary generator 22, the direct and inverse outputs of which are respectively connected to the second inputs of the first and second mixers 21 and 24, the frequency of the second filter 25 being set equal to the frequency of the input signal applied to the input of the time delay circuit 11. The delay time of the signal is determined by the time interval of the half-period of the frequency of the auxiliary generator 22. In addition, a saw-generator (a shaped voltage, a trigger and two elements I.) is added to the light-distance meter circuit. 1 Cp f-crystals, 2 ill. &Amp;&; (L
Description
INDIND
елate
4four
о:about:
фиг. 2FIG. 2
114114
Изобретение относитс к области геодезического приборостроени , в частности к светодальномерам с план- но перестраиваемыми по частоте модул ционными гежп аторами.The invention relates to the field of geodetic instrumentation, in particular, to light-range-distance meters with planned frequency-tunable modulation towers.
Цель изобретени - расширение дипазона измерений.The purpose of the invention is to expand the range of measurements.
На фиг. 1 приведена блок-схема св тодальномера; на фиг. 2 - то же, схемы временной задержки,FIG. 1 is a block diagram of a distance meter; in fig. 2 - the same, time delay circuits,
Светодальномер содержит кнопку 1 Отсчет, схему 2 управлени , генератор 3 пилообразного напр жени , генератор 4 перестраиваемой частоты, модул тор 5, излучатель 6, объектив передающей оптической системы, объек тив8 приемной оптической системы, ; фотоприемник 9, усилитель 10, схему 11 временной задержки, фазовьй детек ; тор 12, схему 13 нуль-органа, триг- : гер 14, элемент И 15, арифметическое ; устройство 16, элемент И 17, генера- I тор 18 тактовых импульсов, цифровое табло 19, блок 20 питани . Кроме то- ; го, схема 11 временной задержки со- : держит первьш смеситель 21 частоты, : вспомогательный генератор 22, первьй I перестраиваемы; фильтр 23 первой рро ; межуточной частоты, второй смеситель ; 24 частоты, второй перестраиваемый ; фильтр 25 второй промежуточной час- I тоты, перестраиваемый на частоты входного сигнала.The range finder contains a button 1 Reference, control circuit 2, sawtooth generator 3, variable frequency generator 4, modulator 5, radiator 6, lens of a transmitting optical system, objective 8 of a receiving optical system,; photodetector 9, amplifier 10, time delay circuit 11, phase detectors; torus 12, scheme 13 null-organ, trig: ger 14, element I 15, arithmetic; device 16, element 17, generator-18 clock pulses, digital display 19, power supply unit 20. Besides that; Go, time delay circuit 11: keeps first frequency mixer 21,: auxiliary generator 22, first tunable; first pp filter 23; intermediate frequency, the second mixer; 24 frequencies, the second tunable; The filter 25 is the second intermediate frequency, I t, tunable to the frequency of the input signal.
I Один из контактов кнопки 1 соеди- I нен с корпусом прибора, другой подан I на управл ющий вход схемы 2 управ- ; лени , выход которой подан на разре- шающие входы генератора 3 пилообразI One of the contacts of the button 1 is connected to the case of the device, the other is fed I to the control input of the control-2 circuit; laziness, the output of which is fed to the permitting inputs of the generator 3 sawtooth image
ного напр жени и генератора 4 переvoltage and generator 4 trans
страиваемой частоты. Выход генератора 3 пилообразного напр жени подан на управл емые входы генератора 4 перестраиваемой частоты и схемы 11 временной задержки. генератора 4 через модул тор 5 подан на излучатель 6. Световой луч, генерируемый излучателем 6, коллимируетс объек- тивом 7 и направл етс на измер емую дистанцию. Отраженный (измерительный) световой сигнал фокусируетс объекти- вом 8 приемной оптической системы на фотоприемник 9, которого через усилитель 10 подан на информационный вход схемы 11 временной задержки.frequency tuning. The output of the sawtooth voltage generator 3 is applied to the controlled inputs of the tunable frequency generator 4 and the time delay circuit 11. generator 4 through modulator 5 is fed to radiator 6. The light beam generated by radiator 6 is collimated by lens 7 and directed to the measured distance. The reflected (measuring) light signal is focused by the object 8 of the receiving optical system on the photodetector 9, which through amplifier 10 is fed to the information input of the time delay circuit 11.
выход которой подан на первый вход фазового детектора 12, второй вход которого соединен с вькодом генератора 4 перестраиваемой частоты, а выходthe output of which is fed to the first input of the phase detector 12, the second input of which is connected to the code of the tunable frequency generator 4, and the output
Q Q
5 0 5 О 5 0 5 About
5five
00
5five
0 0
5five
через схему 13 нуль-органа соединен со счетным входом триггера 14, Пр мой выход триггера 14 соединен с первым входом элемента И 15, а инверсный- с первым входом элемента И 17, причем вторые входы указанных элементов И 15 и 17 объединены и подключены к выходу генератора 4 перестраиваемой частоты. Выход элемента И 15 соединен с сум- мирую1цпм входом арифметического устройства 16, а выход элемента И 17 - с вьиитаюиа1м входом его. Третий вход арифметического устройства 16 соединен с выходом генератора 18 тактовых импульсов, а выход арифметического устройства 16 подан на цифровое табло 19. Элементы схемы светодал ьно- мера питаютс от блока 20 питани (соединени выходов блока 20 питани с элементами схемы не показаны).through the circuit 13 the zero-organ is connected to the counting input of the trigger 14, the forward output of the trigger 14 is connected to the first input of the element 15, and the inverse to the first input of the element 17, and the second inputs of the specified elements 15 and 17 are combined and connected to the output generator 4 tunable frequency. The output of the element And 15 is connected with the summation of the 1 input of the arithmetic unit 16, and the output of the element And 17 with the output of its input. The third input of the arithmetic unit 16 is connected to the generator output 18 clock pulses, and the output of the arithmetic unit 16 is fed to a digital display 19. The elements of the light-measuring circuit are fed from the power supply unit 20 (the output outputs of the power supply unit 20 are not shown in the circuit elements).
Входной сигнал (с выхода фотоприемника 9, поданный через усилитель 10) поступает на первый вход смесител 21 частоты, второй вход которого соединен с пр мым выходом вспомогательного генератора 22, а выход через перестраиваемый фильтр 23 первой промежуточной частоты соедине.н с первым входом второго смесител 24 частоты . Второй вход второго смесител 24 частоты соединен с инверсн{лм выходом генератора 22, а выход через второй перестраиваемый фильтр 25, настраиваемый на частоту входного сигнала , подан на выход схемы 11 временной задержки.The input signal (from the output of the photodetector 9, fed through the amplifier 10) is fed to the first input of the frequency mixer 21, the second input of which is connected to the direct output of the auxiliary generator 22, and the output through the first intermediate frequency filter 23 that connects to the first input of the second mixer 24 frequencies. The second input of the second mixer 24 frequency is connected to the inverse {LM output of the generator 22, and the output through the second tunable filter 25, tuned to the frequency of the input signal, is fed to the output of the time delay circuit 11.
Арифметическое устройство 16 в общем случае представл ет собой частотомер с запоминающим устройством, вычитающим устройством и общеприн той схемой преобразовани значений раз- ностний частоты в код индикаторов цифрового табло. В арифметическом устройстве 16 также производитс вычитание из полученной разности частот цифрового значени величины временной задержки схемы 11, внесенного в пам ти устройства.The arithmetic unit 16 is generally a frequency meter with a memory, a subtractor, and a conventional circuit for converting the difference values into a code of the indicators of the digital display. The arithmetic unit 16 also subtracts from the obtained frequency difference the digital value of the time delay value of the circuit 11 inserted in the device memory.
Светодальномер работает следующим образом.The range finder works as follows.
При нажатии кнопки 1 Отсчет в выхода схемы 2 управлени на вход генератора 3 пилообразного напр жени и на соответствую1чий вход генератора 4 перестраиваемой частоты поступает разрешающий сигнал, по которому с выхода генератора 3 на управл емый вход генератора 4 (например, на вариWhen button 1 is pressed, the output to the output of the control circuit 2 to the generator 3 input of the sawtooth voltage and to the corresponding generator 4 input of the tunable frequency receives an enable signal from which the generator 3 output to the controlled generator 4 input (for example,
33
кап, подключенной : контуру генератора 4) поступают сигналы пилообразного напр жени , в результате чего генератор 4 начинает генерировать сигналы, измен ющиес по частоте, С выхода генератора 4 сигналы через модул тор 5 поступают на излучатель 6, который генерирует световой луч, модулированньш по амплитуде указанно частотой генератора 4. Световой луч от излучател 6 коллимируетс объективом 7 и направл етс на измер емую дистанцию. Отраженный сигнал (измерительный ) собираетс объективом 8 и фокусируетс на светочувствительную площадку фотоприемника 9. Преобразованные в электрические, эти сигналы поступают через усилитель 10 на вход схемы 11 временной задержки, в которой фазы измерительных (пришедших с дистанции) сигналов задерживаютс на заранее заданный интервал времени, имитирую1ций врем прохождени световым лучом определенного рассто ни . Это сделано с той целью, чтобы уменьшить величину if требуемой перестройки частоты генератора 4 что особенно важно при изменении мал рассто ний.cap connected: oscillator circuit 4) receives sawtooth voltage signals, as a result generator 4 begins to generate signals varying in frequency; From generator 4 output signals through modulator 5 are sent to radiator 6, which generates a light beam modulated by amplitude indicated by the frequency of the generator 4. The light beam from the radiator 6 is collimated by the lens 7 and directed to the measured distance. The reflected signal (measuring) is collected by the lens 8 and focused on the photosensitive area of the photodetector 9. Transformed into electrical, these signals are transmitted through the amplifier 10 to the input of the time delay circuit 11, in which the phases of the measuring (coming from the distance) signals are delayed by a predetermined time interval imitating the time of passage of a certain distance by a light beam. This is done in order to reduce the value of if the required frequency tuning of oscillator 4, which is especially important when the distances are small.
Дл измерени рассто ни 5м необходимо иметь ЛЕ, равную СTo measure a distance of 5m, it is necessary to have an LU equal to C
..
1414
где С - скорость света, м/с;where C is the speed of light, m / s;
L - измер емое рассто ние, м. В светодальномере введение в кана измерительного сигнала схемы 11 временной задержки эквивалентно введени в схему светодальномера посто нной п ибора Lp. При этом bf измер емого рассто ни , например, равного 5 м, определ етс по формулеL is the measured distance, m. In the distance meter, the introduction of a time delay into the channel of the measuring signal of the circuit 11 is equivalent to the introduction of a constant Lp in the light distance meter. In this case, bf of the measured distance, for example, equal to 5 m, is determined by the formula
2(Lo+L)Подбира значени L, а следовательно , и if можно значени дискретности об и другие, например, 1 Гц/см, 2 Гц/см и т..д.2 (Lo + L) Pick-up values of L, and consequently, if, it is possible to have discreteness values about and others, for example, 1 Hz / cm, 2 Hz / cm, etc.
Описание работы схемы 11 временно задержки приведено ниже.The description of the operation of the circuit 11 temporary delay below.
Сигналы с выхода схемы 11 временной задержки подаютс на первый вход фазового детектора 12, на-второй вход которого подаютс сигналы с выхода генератора 4. В момент времени, когда фазы сигналов от генератора 4 (опорный сигнал) г и от схемы 11 временной задержки имеют сдвигThe signals from the output of the time delay circuit 11 are fed to the first input of the phase detector 12, the second input of which is fed to the signals from the output of oscillator 4. At the time when the phases of the signals from oscillator 4 (reference signal) g and from the time delay circuit 11 are shifted
1515
г JQ , х Mr. JQ, x
25446 25446
фаз, равный 90°, на выходе фазового детектора 12 по вл етс нулевой потенциал . При этом на выходе схемы 13 нуль-органа, подключенной входом к выходу фазового детектора 12, по вл етс импульс, который поступает на счетный вход триггера 14 и опрокидывает его.a phase of 90 °, a zero potential appears at the output of phase detector 12. At the same time, at the output of the circuit 13 of the zero-organ connected to the output of the phase detector 12, a pulse appears, which arrives at the counting input of the trigger 14 and overturns it.
До этого момента сигналы с выхода генератора 4 через первый вход элемента И 15 (открытого по второму входу разрешающим потенциалом с пр мого выхода триггера 14, установленного в исходное состо ние) поступают на сум- вход арифметического устройства 16, и измеренное значение частоты генератора 4 в момент прихода импульса со схемы 13 запоминаетс в нем. В исходном состо нии схемы элемент И 17 закрыт по второму входу запрещающим потенциалом с инверсного выхода триггера 14.Up to this point, signals from the output of the generator 4 through the first input of the element 15 (opened at the second input by the resolving potential from the direct output of the trigger 14 set to the initial state) are fed to the sum input of the arithmetic unit 16, and the measured frequency of the generator 4 in the moment of arrival of the pulse from the circuit 13 is memorized in it. In the initial state of the circuit, the element And 17 is closed at the second input by the inhibitory potential from the inverse output of the trigger 14.
При опрокидывании триггера 14 элемент И 15 закрываетс по второму входу, а элемент И 17 открываетс и сигналы от генератора 4 начинают поступать на вычитающий вход арифметического устройства 16. При этом частота генератора 4 продолжает измен тьс в том же направлении. В момент времени, когда фазы сигналов от генератора 4 (опорного) и измер емого от схемы 11When the flip-flop 14 is tilted, the element 15 is closed at the second input, and the element 17 opens and the signals from the generator 4 begin to flow to the subtractive input of the arithmetic device 16. The frequency of the generator 4 continues to change in the same direction. At the moment of time when the phases of the signals from generator 4 (reference) and measured from circuit 11
2020
2525
30thirty
й th
3535
4040
4545
временной задержки вновь имеют сдвиг фаз, равный 90 , на выходе фазового детектора 12 вновь устанавливаетс нулевой потенциал. При этом на выходе схемы 13 нуль-органа вторично по вл -етс импульс, который, поступив на счетный вход триггера 14, возвращает его в исходное состо ние. Этим сигналом с выхода схемы 13 нуль- органа, поданным на второй вход схемы 2 управлени , с выхода последнего снимает Я разрешающий сигнал, пода- ваемьш на соответствующие входы генератора 3 пилообразного напр жени и генератора 4 перестраиваемой часTOTbl .the time delays again have a phase shift of 90, and a zero potential is again set at the output of the phase detector 12. At the same time, at the output of the circuit 13, the zero-body receives a second impulse, which, arriving at the counting input of the trigger 14, returns it to the initial state. This signal from the output of the 13-organ circuit 13, applied to the second input of the control circuit 2, removes the permit signal from the output of the latter, fed to the corresponding inputs of the sawtooth generator 3 and the tunable clock generator TOTl.
Разность частот, измеренна в 50 арифметическом устройстве 16 с помощью тактовых импульсов от генератора 18, преобразуетс в показани измеренного рассто ни , дл чего частота тактовых импульсов генератора 18 55 устанавливаетс кратной значени скорости света. Кроме того, в арифметическом устройстве 16 производитс вычитание из значени L, опрелсл The frequency difference, measured in the arithmetic unit 16 by means of clock pulses from the generator 18, is converted into indications of the measured distance, for which the frequency of the clock pulses of the generator 1855 is set to a multiple of the speed of light. In addition, in the arithmetic unit 16, a subtraction is made from the value L,
5U5U
емого разностной частотой опорного и измер емого сигналов, посто нной прибора LO, заранее внесенного в пам ть арифметического устройства 16, Конечный рез ультат вычислений в арифметическом устройстве 16 преобразуетс в код индикаторов цифрового табло ;19, подключенного на выход указан- I ного арифметического устройства Т6The differential frequency of the reference and measurable signals, the constant LO device, preset in the memory of the arithmetic device 16, The final result of the calculations in the arithmetic device 16 is converted into a digital display indicator code; 19 connected to the output of the specified I I arithmetic device T6
Питание схемы светодальномера осуществл етс от блока 20 питани (цепи питани не показаны).The power of the range finder circuit is supplied from power supply unit 20 (power supply circuits are not shown).
Схема 11 временной задержки (фиг. 2) работает следующим образом.Scheme 11 time delay (Fig. 2) works as follows.
На вход схемы 11, которым вл етс первый вход первого смесител 21, ; nocTyna;jT измерительные сигналы от фотоприемника 9 через усилитель 10 ;(фиг. 1). На второй вход смесител 21 (фиг. 2) подаютс сигналы с пр мого I выхода вспомогательного генератора-22 I Сигнал, поступающий на первый вход первого смесител 21To the input of the circuit 11, which is the first input of the first mixer 21,; nocTyna; jT measuring signals from the photodetector 9 through the amplifier 10; (Fig. 1). Signals from the direct I output of the auxiliary generator-22 I are fed to the second input of the mixer 21 (Fig. 2). The signal arriving at the first input of the first mixer 21
и, V,- sin(u,t+q),) ,and, V, is sin (u, t + q),),
где ср, - фазовый сдвиг сигнала, содержаи (ий информацию о време- НИ; которое затрачиваетс световым пучком на прохожде- ние измер емой дистанции туда и обратно. Сигнал, поступающий на второй входwhere cp is the phase shift of the signal, containing (its information about the time; which is spent by the light beam on the passage of the measured distance back and forth. The signal arriving at the second input
первого смесител 21 с пр мого генератора 22the first mixer 21 with a direct generator 22
Ua v sino ,j,c.Ua v sino, j, c.
На выходе фильтра 23 первой проме- жуточной частоты, включенного на вы- ход первого смесител 21 и настроен- HorOj например, на разностную частоту выдел етс сигнал At the output of the filter 23 of the first intermediate frequency included at the output of the first mixer 21 and tuned by HorOj, for example, a signal is output to the difference frequency
вых, oi,V,V,cos(u,-co,)t4-(,.o, oi, v, v, cos (u, -co,) t4- (,.
Этот сигнал поступает на первый вход второго смесител 24, на второй вход которого подаетс сигнал с инверсного выхода генератора 22This signal is fed to the first input of the second mixer 24, to the second input of which a signal is fed from the inverted output of the generator 22
. sin(oD,t+q ,,g ),. sin (oD, t + q ,, g),
где ср о - сдвиг фазы напр жени генератора 22,,формирующий временную задержку в выходном сигнале смесител 24.where cf o is the phase shift of the voltage of the generator 22, which forms a time delay in the output signal of the mixer 24.
На выходе фильтра 25 второй про- межуточной частоты, включенного на выходе второго смесител 25 и настроенного в данном случае на суммарнуюThe output of the filter 25 of the second intermediate frequency included at the output of the second mixer 25 and tuned in this case to the total
частоту, а фактически на частоту входного сигнала схемы 1 1 временно; задержки , выдел етс сигналthe frequency, and in fact, the frequency of the input signal of the circuit 1 1 is temporary; delay, the signal is released
2г2g
,v а, Vf Vj sin |(Cx),-Qj+02) +, v a, Vf Vj sin | (Cx), - Qj + 02) +
)ajV,(co, t+q,+Cf,,) ajV, (co, t + q, + Cf ,,
bblXjbblXj
(tf, +Cf2(tf, + Cf2
(80(80
Т.е. напр жени на выходе схемы 11 временной задержки (выход фильтра 25) и на входе схемы 11 временной задержки равны по частоте и отличаютс поThose. the voltages at the output of the time delay circuit 11 (output of the filter 25) and at the input of the time delay circuit 11 are equal in frequency and differ in
8о8o
т.е..those..
сдвигу фазы на величину (j выходной сигнал по времени имеет задержку , определ емую частотой вспомогательного генератора 22, т.е.the phase shift by the value of (j the output signal over time has a delay determined by the frequency of the auxiliary generator 22, i.e.
t -1- 2.f,t -1- 2.f,
где f частота вспомогательного генератора 22.where f is the frequency of the auxiliary generator 22.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874184876A SU1425446A1 (en) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | Light range finder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874184876A SU1425446A1 (en) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | Light range finder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1425446A1 true SU1425446A1 (en) | 1988-09-23 |
Family
ID=21281864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874184876A SU1425446A1 (en) | 1987-01-20 | 1987-01-20 | Light range finder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1425446A1 (en) |
-
1987
- 1987-01-20 SU SU874184876A patent/SU1425446A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кузнецов П.Н. и др. Геодезическое инструментоведение. - М.: Недра, 1984, с. 302-304. Лобачев В.М. Радиоэлектронна геодези . - М.: Недра, 1980, с. 124-141. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4403857A (en) | Distance measuring device and method | |
US3619058A (en) | Distance measuring apparatus | |
US5082364A (en) | Rf modulated optical beam distance measuring system and method | |
JP2909742B2 (en) | Delay time measuring device | |
EP0091665B1 (en) | Optical distance-measuring method and apparatus therefor | |
US3730628A (en) | Electronic distance measuring method and apparatus | |
US3437820A (en) | Optical distance measuring equipment utilizing two wavelengths of light in order to determine and compensate for the density of the air | |
US2490899A (en) | Apparatus for determining the phase relation of sinusoidal electric signals | |
SU1425446A1 (en) | Light range finder | |
US3888588A (en) | Instrument for measuring distance | |
US4426647A (en) | Radar arrangement for measuring velocity of an object | |
WO1991013319A1 (en) | Laser detector system | |
SU1012017A1 (en) | Electronic optical range finder | |
SU1645818A1 (en) | Phasic light distance finder | |
US5062710A (en) | Linear phase ramp fiber optic gyro | |
JPH0682552A (en) | Electrooptical distance measurement | |
US2866193A (en) | Low altitude altimeter | |
GB1253390A (en) | Arrangement for controlling and indicating the phase of an oscillation | |
SU734504A1 (en) | Optronic range finder | |
SU771683A1 (en) | Trigonometric function generator | |
GB1115214A (en) | Digital delay measuring instrument | |
SU987384A1 (en) | Light range finder | |
SU769449A2 (en) | Phase meter | |
SU935809A1 (en) | Device for measuring amplitude frequency characteristics | |
SU382984A1 (en) | EU ^ |