SU977956A2 - Device for measuring distances - Google Patents

Device for measuring distances Download PDF

Info

Publication number
SU977956A2
SU977956A2 SU813277508A SU3277508A SU977956A2 SU 977956 A2 SU977956 A2 SU 977956A2 SU 813277508 A SU813277508 A SU 813277508A SU 3277508 A SU3277508 A SU 3277508A SU 977956 A2 SU977956 A2 SU 977956A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
pulses
generator
frequency
output
Prior art date
Application number
SU813277508A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Алексеевич Попов
Виктор Александрович Синицын
Сергей Витальевич Стволков
Сергей Павлович Смирнов
Юрий Николаевич Водеников
Семен Лазаревич Розентулер
Original Assignee
Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела filed Critical Всесоюзный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Горной Геомеханики И Маркшейдерского Дела
Priority to SU813277508A priority Critical patent/SU977956A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU977956A2 publication Critical patent/SU977956A2/en

Links

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЙ (54) DEVICE FOR MEASURING DISTANCES

1one

Изобрегение огноситс  к геодезическим средствам дл  измерени  расс1ч  ний, наход щих применение,в часгносги, в маркшейдерском деле и при строигельсгве крупных инженерных сооружений.The imaging is fire related to geodesic tools for measuring the measurements that are used, for example, in surveying, in surveying and building a large engineering structures.

По основному авг, св. N 87О919 известао устройство дп  измерени  рассто ний , содержащее генератор масштабных частот, электронный ключ, излучатель , коммутатор измерительного к опорного каналов, фотопрнемншс   цифровой фазометр,.в котором генератор счетных импульсов подключен через кшоч к триггеру , соединенному по со схетлами совпадени . Входы скем совпадени  соединены с усилителал-формирователйл и генератором управл к шх импульсов, дополнителыаый выход которого подключен к управл клцему входу электронного ключа 1 .On the main Aug, sv. N 87O919 is a known distance measuring device comprising a scale frequency generator, an electronic key, an emitter, a measuring channel switch to the reference channel, a photovoltage digital phase meter, in which the counting pulse generator is connected via a pin to a trigger connected to the matching schematics. The coincident inputs are connected to the amplifier-generator and the control generator to the pulse widths, the additional output of which is connected to the control input of the electronic key 1.

Указанное устройство позвол ет изме;р ть рассто ние с высокой точностью только до специального отражател , выполйенного например, в виде тршшельпризмы . Дл  измерени  рассто ний до 1диффузно-отражакшей пов хности без замегаого снижени  точности требуетс  резкое увеличение мошност излучаемых импульсов,.со1фовождактеес , однако, значительным уменьшением длительности посылаемых на дистанцию импульсов модулированного света. Однако при коротких световых имигульсах в известном устройстве невозможно производить из10 мерение фаз, так как в этом случае иа выходе одноканального пифрового фазометра будет подаватьс  вместо пакетов низкочастотного колебани  только часть пфиода этог колебани .This device allows you to measure distance with high accuracy only to a special reflector, for example, in the form of a thrashing prism. To measure the distance to a diffuse surface without a significant decrease in accuracy, a sharp increase in the power of the emitted pulses is required, however, a significant increase in the duration of the pulses of modulated light sent to the distance. However, in the case of short light emulsions, it is impossible to measure the phases in the known device, since in this case only a part of the pfioda etog oscillations will be fed to the output of the single-channel pyphonic phase meter.

1515

Цель изобретени  - обеспечение изм& рени  рассто ний до диффузво-огражающих поверхностей.The purpose of the invention is to provide a measure of the distance to diffuse-protecting surfaces.

Лоставленна  цель достигаетс  тем, что между фотоприемником и усилителем20 формирователем пифрового фазометра включены кольцева  схема фазовой автоподстройки частоты с перестрриваемым генератором, фазовый детектор которой . 367 соедииен .с фогоприемником, а блок слежени  за фазой на выходе дегекгора - с генератором управл ющих импульсов, и смесигель, входы которого соединены с гетеродином и перестраиваемым генератором , а выход с усилителем-формирователем . Такое включение позвол ет получить на входе цифрового фазометра непрерывные пркеты низкой частоты независимо or длительности световых импульсов. На фиг. I показана блок-схема пред лагаемого устройства; на фиг, 2 - эгпоры напр жений, по сн ющие работу схемы. Устройство содержит генератор I мае штабных частот, электронный ключ 2, из лучатель 3, отражатель 4, расщепитель 5, фотоприемннк 6, коммутатор 7 измери тельного и контрольного каналов, гете{Ьодин 8, устройство 9 запоминани  фазы содержащее фазовый детектор 10, подстраиваемый генератор 11, блок 12 сле жени , фильтр 13 низких частот и управл ющий элемент 14, смеситель 15, а также цифровой фазомегр 16, содержащкй усилитель-формирователь 17, схемы 18 и 19 совпадени , генератор 2О управл ющих импульсов, триггер 21, ключ 22, генератор 23 счетных импульсов, счетчик 24 импульсов и цифровой индика тор 25. Генератор масштабных частот , ваёт высокочастотное колебание fj , которое поступает на элег хронньШ ключ 2, Электронный ключ отпираетс  импульсам и,, с частотой повторени  , поступающими с генератора 20, который расположен в фазометре 16, С выхода ключа ра диоимпульсы U2 с частотой заполнени  дд подаютс  на излучатель 3 кг модулиру ют его излучение. Длительность импульсов во много раз меньше периода коммутации I/Q , Модулированные световые импульсы поступают на расщепитель 5 и через него на отражающую поверхность 4, до которой необходимо измерить рассто ние. Отраженный сигнал направл етс  на фотоприемник 6 через оптический коммутатор 7, Через тот же коммутатор на фотоприемник подаетс  контрольный сигнал от расщепител  5. Таким образом, на фотоприемник поочередно с низкой частотой$2/2 пропускаютс  измерительный uj и контрольный (Jn сигналы. Подача напр жени  U дл  срабатывани  оптического коммутатора осуществл етс  от генератора 20 управл ющих импульсов, С гетеродина 8 на фотоприемннк 6 подаетс  на/тр жение 64 первой гетеродинной частоты f . В результате преобразовани  на выходе фотопркемника выдел ютс  импульсы U и и с промежуточной частотой заполнени  i f|.-f, несущие измерительную и кон- . трольную фазы масштабного колебани . Эти радиоимпульсы с выхода фотоприемника поступают на вход устройства 9 запоминани  фазы, на выходе которого вместо коротких радиоимпульсов выдел ютс  непрерывные пакеты колебаний. Причем начало первому пакету напр жени  и, задаетс  радиоимпульсом U, начало второму пакету задаетс  радиоимпульсом UJf, фаза колебаний промежуточной частоты в пакетах остаетс  той жeJ что и в соответствующих радиоимпульсах. Устройство запоминани  фазы представл ет собой кольцевую схему фазовой автоподстройки частоты и работает следующим образом. На фазовый детектор Ю поступают два сигнала: один непрерывный от подстраиваемого генератора II, другой в виде радиоимпульсов от фотоприемника 6, ЕСЛИ эти два сигнала близки по частоте , го схема работает в режиме биений , В этом случае сигналбиений, подаваемый на управл ющий элемент 14, раскачивает по частоте колебание генератора 11, Если частота генератора достаточно близка к промежуточной частоте л f го ввиду возрастани  амплитуды биений она может оказатьс  равной Л , В этот момент происходит захват частоты подстраиваемого генератора 11 частотой и схема переходит в режим синхронизации, В этом режиме выдел етс  сигнал ошибки , амплитуда и пол$фность которого зависит от разности фаз сигналов, подаваемых на фазовый детектор 10, Регулировкой частоты подстраиваемого генератора 11достигаетс  момент, когда сигнал ошибки равен нулю, что соответствует начальной разности фаз, равной 9О°,. Сигнал ошибки на выходе детектора Ю будет иметь форму пр моугольных импулЬг сов, длительность которых равна длительности радиоимпульсов. На фиг, 2 импульсы (Jc соответствуют разности фаз, раиной нулю, импульсы Uj соответствуют разности фаз, равной 18О°, Дл  того, чтобы обеспечить непрерывное слежение за фазой входного сигнала, перед фильтром 13 низких частот установлен блок 12слежени . На выходе этого блока будет иметь место уже посто нное управл ющее напр жение, величина которого с В1 1сокой гочносгью равна амплитуде импульса оии1бю1. На фиг. 2 эго напр жение показано пунктирной линией, соедин ющей вершины импульсов U   Ur . После фильтрации в фильтре 13 управл юшее напр жение подаетс  на управл ющий элемент 14, который подстраивает генератор II. Кольцева  схема кроме функций устройства запоминани  фазы выполн ет роль селективного фильтра, освобождакицего входной сигнал от помех .The goal is achieved by the fact that between the photodetector and the amplifier 20 by the former of the python phase meter, an annular phase-locked loop with an adjustable oscillator is included, the phase detector of which is. 367 is connected with a receiver unit, and the phase tracking unit at the degenecor output is connected to a generator of control pulses, and the mixer, whose inputs are connected to the local oscillator and tunable generator, and the output to the amplifier driver. This inclusion allows you to receive at the input of the digital phase meter continuous low-frequency bands independently of or the duration of the light pulses. FIG. I shows the block diagram of the proposed device; Fig. 2 shows the egpors of stresses explaining the operation of the circuit. The device contains a generator of I May staff frequencies, an electronic switch 2, from an emitter 3, a reflector 4, a splitter 5, a photoreceiver 6, a switch 7 of the measuring and control channels, a heterodyne 8, a phase memory device 9 containing a phase detector 10, an adjustable oscillator 11 , a follower unit 12, a low-pass filter 13 and a control element 14, a mixer 15, as well as a digital phase meter 16 containing an amplifier driver 17, a matching circuit 18 and 19, a control pulse generator 2O, a trigger 21, a key 22, a generator 23 counting pulses, counter 24 pulses and digital indicator 25. The scale frequency generator, the high-frequency oscillation fj, which is fed to the key switch 2, the electronic key is unlocked to the pulses and, with a repetition frequency, coming from the generator 20, which is located in the phase meter 16, U2 pulses with a filling frequency dd are fed to a 3 kg emitter that modulate its radiation. The duration of the pulses is many times less than the switching period I / Q. The modulated light pulses arrive at the splitter 5 and through it onto the reflecting surface 4, to which it is necessary to measure the distance. The reflected signal is directed to the photodetector 6 through the optical switch 7. A control signal from the splitter 5 is fed to the photodetector via the same switch. Thus, the measuring uj and the control signal (Jn signals) are passed to the photodetector alternately with a low frequency of $ 2/2. for triggering the optical switch, it is carried out from a generator of control pulses 20, C from the local oscillator 8 is fed to the photodetector 6 at a friction 64 of the first heterodyne frequency f. As a result of the conversion at the output of the photothermics pulses U and and with an intermediate filling frequency if |.-f carrying the measuring and monitoring phases of the scale oscillation are made. These radio pulses from the output of the photoreceiver arrive at the input of the device 9 for storing the phase, which instead of short radio pulses are output at the continuous packets The beginning of the second packet is set by the radio pulse UJf, the phase of the intermediate frequency oscillations in the packets remains the same as in the corresponding radio pulses. The phase memory is an annular phase locked loop and operates as follows. Two signals arrive at phase detector H: one continuous from adjustable oscillator II, the other in the form of radio pulses from photodetector 6, IF these two signals are close in frequency, the circuit operates in a beat mode, In this case, beating signals sent to control element 14, oscillates oscillator 11 in frequency. If the oscillator frequency is sufficiently close to the intermediate frequency lf th due to an increase in the amplitude of the beats, it may turn out to be L, At this point, the frequency of the tunable oscillator 11 h This mode goes into synchronization mode. In this mode, an error signal is selected, the amplitude and intensity of which depends on the phase difference of the signals supplied to the phase detector 10, by adjusting the frequency of the adjustable oscillator 11, the moment when the error signal is zero, which corresponds to the initial phase difference of 9 °. The error signal at the output of the detector U will have the form of rectangular impulses, the duration of which is equal to the duration of the radio pulses. In FIG. 2, the pulses (Jc correspond to phase differences, zero to zero, the pulses Uj correspond to phase differences of 18 °). In order to ensure continuous tracking of the phase of the input signal, a tracking block 12 is installed in front of the low-pass filter 13. The output of this block there is already a constant control voltage, the magnitude of which with B1 1 is equal to the amplitude of the pulse ui1byu1. In Fig. 2, the voltage is shown by the dotted line connecting the tops of the pulses U Ur. After filtering the filter 13, the controlled voltage under It is connected to the control element 14, which adjusts the generator II. The ring circuit, in addition to the functions of the phase memory device, plays the role of a selective filter, freeing the input signal from interference.

Пакеты напр жений с частотой заполнени  д f и фазами измерительного и контрольного сигналов с выхода подстраиваемого генератора , 11 подаютс  на вход смесител  15, на второй вход которого с выхода гетеродина подаетс  втора  гетеродинна  частота f 2 . Второе преобразование масштабной частоты необходим дл  получени  пакетов U с низкой частотой заполнени  , на которой производитс  высокочастотное измерение разности фаз цифровым фазометром. В св зи с различной длиной оптического пути прохождени  измерительного   контрольного сигналов пакеты U J и U сдвинуты по фазе дл  моментов перехода через нуль мгновенных значений сравниваемых колебаний на величинуVoltage packets with a frequency of filling f and phases of the measuring and control signals from the output of a tunable generator, 11 are fed to the input of the mixer 15, to the second input of which the heterodyne frequency f 2 is fed from the output of the local oscillator. A second scaling frequency conversion is necessary to obtain U-packets with a low filling frequency, at which a high-frequency measurement of the phase difference is made with a digital phase meter. In connection with the different optical path lengths of the measuring control signal, the packets U J and U are phase-shifted for the moments of zero crossing of the instantaneous values of the compared oscillations by the value

, где УХ - искома  разность фаз, m - целое число фазовых циклов.where UX is the target phase difference, m is an integer number of phase cycles.

Пакеты сигналов поступают н цифровой фазометр 16, ва входе которог имеетс  усилитель-формирователь 17. Signal packets arrive at the digital phase meter 16, at the input of which there is an amplifier driver 17.

Дальнейшее измерение разности фаз и отображение результатов измерений вFurther measurement of the phase difference and display of measurement results in

дискретной цифровой форме происходит известным образом.discrete digital form occurs in a known manner.

Предлагаемое устройство позвол ет вьшолн ть измерение рассто ний без специальных отражателей, например при съемке нарезных и очистных вьфаботок с достаточной точностью. В случае использовани  отражателей более мошньпс, но коротких импульсов, становитс  возможно значительное расширение дальности действи  устройства.The proposed device makes it possible to measure distances without special reflectors, for example, when shooting rifled and peeling plants with sufficient accuracy. In the case of using reflectors more powerful but short pulses, it becomes possible to significantly expand the range of the device.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  рассто ний по авт. св. № 87О919, отличаюш е е с   тем, что, с целью обеспечени  измереш  рассто ний до диффузно-«тражаюших поверхностей, между фотоприемвиком и усилителем-формирователем цифрового фазометра включены кольцева  схема фазовой автоподстройки частоты с перестраиваемым генератором, фазовый детектор которой соединен с фотоприем иком , а блок слежени  за фазой на выходе детектора - с генератором управл ющих импульсов, и смеситель, вход которого соединены с гетеродином и оерестраиваемым генератором, а выход с усилителем-формирователем.Device for measuring the distance by ed. St. No. 87О919, which is different from the fact that, in order to ensure the measurement of distances to diffusely disturbing surfaces, between the photoreceiver and the amplifier-driver of the digital phase meter, an annular phase-locked loop with a tunable generator is connected, the phase detector of which is connected to the photodetector, and the phase tracking unit at the detector output is connected to the control pulse generator, and the mixer, whose input is connected to the local oscillator and tunable generator, and the output to the amplifier driver. Источники Ш1|юрмации, прин тые во внимание при акспергозеSources of JI | jurmatia taken into account during aspergosis I, Авторское свидетельство СССР № 87О919, кл. Gi О1 С 3/О8, t98O.I, USSR Copyright Certificate No. 87O919, cl. Gi O1 C 3 / O8, t98O. а,but, пP // // О,ABOUT, пP у гy //
SU813277508A 1981-04-21 1981-04-21 Device for measuring distances SU977956A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813277508A SU977956A2 (en) 1981-04-21 1981-04-21 Device for measuring distances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813277508A SU977956A2 (en) 1981-04-21 1981-04-21 Device for measuring distances

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU870919 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU977956A2 true SU977956A2 (en) 1982-11-30

Family

ID=20954040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813277508A SU977956A2 (en) 1981-04-21 1981-04-21 Device for measuring distances

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU977956A2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4403857A (en) Distance measuring device and method
US4611912A (en) Method and apparatus for optically measuring distance and velocity
US5534992A (en) Optical measuring apparatus
JP2909742B2 (en) Delay time measuring device
US5054912A (en) Optical distance-measuring device
US5194906A (en) Distance measuring device
US3522992A (en) Geodetic survey system and digital phase-meter therefor
JP2584875Y2 (en) Lightwave ranging device
US3778160A (en) Electronic distance measuring device and method
JPH02184788A (en) Range-finding sensor
JPH04131787A (en) Distance measuring device
SU977956A2 (en) Device for measuring distances
JPH0812246B2 (en) Electrical / optical distance measuring device
JP2929387B2 (en) Lightwave rangefinder
JPH04131788A (en) Distance measuring device
SU1374049A1 (en) Light range finder with active reflector
JPH0682552A (en) Electrooptical distance measurement
SU1741096A1 (en) Device for comparing time standards
SU734504A1 (en) Optronic range finder
GB1115214A (en) Digital delay measuring instrument
RU2043603C1 (en) Device to measure distances
GB1295068A (en)
SU365558A1 (en) METHOD OF DISTANCE MEASUREMENT BY MEANS OF A PULSED LIGHT SOURCE
SU494723A1 (en) Group delay meter
SU739433A1 (en) Device for measuring phase shift