SU734504A1 - Электронно-оптический дальномер - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к области геодезического приборостроени , в частности к устройствам дл  измерени  рассто ний фазовым методом.

Известно устройство, содержащее два основных смесител , гетеродин, два дополнительных смесител , суммирующий и вычитающий , задающий, генератор, делитель частоты , компенсирующий фазовращатель и цифровое фазоизмерительное устройство 1. Однако собственные фазовые сдваги, возникающие в последовательно включенных суммирующем и вычитающем смесител х, имеющих различные рабочие частоты, привод т к существенным фазочастотным погрещност м и следовательно к увеличению погрещности измерени  рассто ний.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобратению  вл етс  устройство дл  измерени  .рассто ний, содержащее совмещенную оптическую систему, излучатель, фотоприемник, модул тор, коммутаторы , задающий генератор, фазоизмерительное устройство 2.

Недостатком устройства  вл етс  мала  стабильность промежуточной частоты, что, в свою очередь, приводит к повыщению погрещности измерений рассто ний. Измерение фазового сдвига на промежуточной частоте с достаточно высокой точностью требует высокой стабильности промежуточной частоты. При этом допустимое Отклонение промежуточной частоты не должню превыщать I-IO, что требует чрезвычайно высокой стабильности частоты гетеродинного и исследуемого сигналов. Реализаци  такой высокой стабильности частоты гетеродина св зана с определенными техническими трудност ми, а нестабильность промежуточной частоты приводит к уменьшению точности измерени  рассто ний.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  рассто ни .

Цель достигаетс  тем, что, в электронно-оптический дальномер, введены делитель частоты, формирователь синусоидального напр жени , частотный дискриминатор, два управл емых гетеродина и два коммутатора, при этом выход задающего генератора соединен с первым выходом первого смесител , с входом делител  частоты и через первый вход второго коммутатора - с излучателем , первый выход делител  частоты через формирователь синусоидального напр жени  соединён с первым входом второго смесител  и через второй вход второго коммутатора - с излучателем, выходы первого и второго гетеродинов соединены со вторыми Входами первого и второго смесителей и через первый и второй входы третьего коммутатора - с модул тором фотоприемника , второй выход делител  частоты и выход фотоприемника соединены с входами частотного дискриминатора, выход которого соединен со входом четвертого коммутатора , причем первый и второй выходы четвертого коммутатора соединены со входами первого и второго гетеродинов а третий вход цифрового фазоизмерительного устройства подключен к выходу фотоприемника, при этом управл ющий выход цифрового фазоизмерительного устройства, подключен к управл ющим входам коммутаторов.

На чертеже показан предлагаемый дальномер , содержащий совмещенную оптическую систему 1,излучатель 2, фотоприемннк 3, задающий генератор 4, цифровое фазоизмерительное устройство 5, смесители 6 и 7, делитель частоты 8, формирователь 9 синусоидального напр жени , частотный дискриминатор 10, управл емые гетеродины 11 и 12, коммутаторы 13-16 и призму базисного отражател  17.

Устройство работает следующим образом .

Разрещение неоднозначности измерени  производитс  известным методом двухшкального отсчета измер емого рассто ни , согласно которому измерение рассто ни  производитс  в два цикла: измерение по точной щкале - первый цикл измерений; измерение по грубой щкале - второй цикл измерений .

Первый цикл измерений заключаетс  в следующем, коммутаторы 13, 14, 15 и 16 устанавливают в первое положение. Задающий генератор генерирует сигнал высокой частоты fw , который используетс  в качестве квантующего сигнала в цифровом фазоизмерительном устройстве 5 и дл  модул ции светового потока излучател  2. Модулированный световой поток с помощью оптической системы 1 направл етс  на отражатель , наход щийс  на другом конце измер емой линии. Отраженный световой поток принимаетс  оптической системой 1 и направл етс  на фотоприемник 3. Сигнал задающего генератора 4 поступает на первый вход усмесител  6, на второй вход которого поступает сигнал гетеродина 11. Дл  преобразовани  отраженного светового потока в электрический сигнал промежуточной частоты на модул тор фотоприемника 3, через первый вход коммутатора 15 поступает сигнал гетеродина 11. Опорный и исследуемый сигналы снимаютс  с выходов смесител  6 и фотоприемника 3. Опорный сигнал через первый вход коммутатора 13 поступает на фазоизмерительное устройство 5, на второй вход которого поступает исследуемый сигнал с выхода фотоприемника 3. На входы частотного дискримина7 (гра 10 поступают сигналы с выхода делител  частоты 8, с частотой равной f , Ги, - частота задающего генератора; Kg- коэффициент делени  частоты делител  8 по второму выходу и сигнал с выхода фотоприемника 3, с частотой равной fnp - - fr,({if- промежуточна  частота; fr - частота гетеродина 11).

Частотный дискриминатор вырабатывает управл ющий сигнал, пропорциональной разности частот (fp - fnp), обусловленной нестабильностью частоты гетеродина. Управл ющий сигнал через коммутатор 16 поступает на вход гетеродина 11 и подстраивает его частоту. Таким образом, система будет в равновесии при условии, что fr fni - , тогда промежуточна  частота равна

и ее стабильность определ ютс  стабильностью задающего генератора.

Измерение разности фаз на промежуточной частоте производитс  цифровым фазоизмерительным устройством, которое, по

5 окончании измерени  по точной щкале, вырабатывает управл ющий импульс дл  переключени  коммутаторов во второе положение .

Второй цикл измерений заключаетс  в следующем, сигнал задающего генератора 4 поступает на делитель частоты 8, с первого выхода которого сигнал частоты, соответствующий частоте грубой щкалы измерени , поступает на формирователь 9 синусоидального напр жени , с выхода которого

5 через второй вход коммутатора 14 сигнал поступает на излучатель 2.

fM f lмг к,

(Ki - коэффициент делени  делител  частоты 8 по первому выходу). С выхода частотного дискриминатора 10, через второй выход коммутатора 16 управл ющий сигнал управл ет частотой гетеродина 12, таким образом, что fra f, (fip - частота гетеродина 12), а промежуточна  частота равна fn|) . и ее стабильность определ етс  стабильностью задающего генератора 4. Разность фаз, соответствующа  измер емому рассто нию, измер етс  цифровым фазоизмерительным устройством 5. В остальном работа прибора во втором цикле аналогична работе первого цикла. Таким образом, исключаетс  вли ние нестабильности частоты гетеродина на результаты измерени , что, в свою очередь, повышает

5 точность измерени  рассто ни .

Дл  установки начального отсчета цифрового фазоизмерительного устройства 5 перед измерением рассто ни  в оптический тракт вводитс  призма базисного отражател .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 354361, кл. G 01 R 25/00, 1972

2.Патент Великобритании № 1246224, кл. Н 4 D, 1971.