ТРЕХФАЗНЫЙ РАСТРОВЫЙ ИНТЕРПОЛЯТОР
На рис, 2.7 представлена схема трехфазного растрового ФПП с введением несущих колебаний в электронной части. Преобразователь работает следующим образом. Постоянный световой поток от источника света ИИ поступает на растровый модулятор РМ. Конструктивно РМ состоит из оптической системы 1,5, измерительного растра 2, связанного с перемещающимся объектом, трех индикаторных растров 3, сдвинутых относительно друг друга в пространстве на 2п/3 шага растра и повернутых относительно измерительного растра на угол 
а также трех диафрагм 4. Таким образом, в данном РМ. имеется три канала модуляции, образованных тремя растровыми сопряжениями 2,3. Период изменения светового потока в каждом растровом сопряжении равен шагу растров, фаза зависит от относительного начального сдвига индикаторных растров, а форма — от конструктивных параметров растров, диафрагм и апертуры оптической системы.
В частном случае законы модуляции РМ могут быть синусоидальными и характеристика прозрачности растрового сопряжения имеет вид
(2.2)
где 
—средняя составляющая прозрачности и глубина модуляции перемещением 
=1,2,3 — порядковый, номер каналов модуляции.
Световые потоки, сфокусированные на входных зрачках фотоприемников ФПи в этом случае определяются выражением
Выходные напряжения ФП усиливаются и подаются на модуляторы М1—МЗ, в которых модулируют напряжение, поступающие от фазорасщепителя несущих колебаний ФРН. Фазорасщепитель преобразует сигнал генератора несущей частоты ГИЧ таким образом, что с выхода ФРН снимаются три напряжения, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 
|
|
|
(2.3)
С выходов модуляторов снимаются напряжения
где К — чувствительность фотоприемников ФПг; Ку — коэффициент усиления усилителя У1, 
—коэффициент модуляции модулятора Mi.
Выходные напряжения модуляторов М1 суммируются в суммирующем устройстве СУ. При этом суммарный сигнал 
определяется выражением
где 
После несложных преобразований выражения (2.4) с учетом прохождения сигнала 
через полосовой фильтр на выходе преобразователя получаем
(2.5)
где 
Таким образом, при выбранных параметрах преобразователя амплитуда выходного напряжения ФПП постоянна, а фаза линейно зависит от перемещения Х. При этом с увеличением коэффициентов глубины модуляции тх амплитуда выходного сигнала возрастает.
Использование трехфазного источника синусоидального напряжения высокой частоты или, в общем случае, п-фазного источника является одним из недостатков ФПП рассмотренного типа, поскольку соблюдение точного фазирования каждого синусоидального напряжения связано с определенными трудностями при схемной реализации. Этого можно избежать, если в качестве генератора несущих колебаний использовать генератор импульсов, сигналы с Которого посту-
|
|
|
пают на импульсный Фазорасщепитель (ИФР). Выходные напряжения такого ИФР, сдвинутые относительно друг друга по фазе в общем случае на 
(где а=1 для двухфазного ИФР и а=2 для трех- ип-фазного), подаются на управляющие входы ключевых схем, на вторые входы которых поступают сигналы с фотоприемников. Достоинством таких схем является относительная простота электронной части за счет применения импульсных устройств, недостатком — необходимость применения полосового фильтра на выходе преобразователя, вносящего погрешности при изменении частоты и изменении его параметров, а также ухудшающего динамические свойства преобразователя.
Схемотехника преобразователей второй группы растровых ФПП с модуляцией излучения источника света также достаточно разнообразна. На рис. 2.8 представлена функциональная схема трехфазного растрового ФПП с модуляцией излучения источника света. Преобразователь работает следующим образом. Сигнал с генератора ГНЧ подается на Фазорасщепитель ФРН, с выхода которого снимаются три напряжения вида (2.3). Эти напряжения поступают на управляемые генераторы тока 
нагрузкой которых служат источника света 
|
|
|
Промодулированные в генераторах тока 
световые потоки
где 
— коэффициент модуляции, поступают на растровый модулятор РМ, который конструктивно выполнен так же, как в преобразователе (рис. 2.7). При этом в частном случае при синусоидальном законе модуляции характеристика прозрачности растровых сопряжений PCi описывается выражением (2.2). Про модулированные по амплитуде перемещением X в РМ световые потоки суммируются на входном зрачке фотоприемника ФП и имеют вид
Усиленное выходное напряжение фотоприемниква пр этом
Где 
— амплитуда переменной составляющей выходного сигнала
ФПП; 
— постоянная составляющая.
Переменная составляющая выходного напряжения преобразователя, таким образом, описывается выражением, аналогичным (2.5), и, следовательно, при выбранных параметрах преобразователя амплитуда его выходного напряжения постоянна, а фаза линейно зависит от перемещения X.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Существует большое количество модификаций рассмотренной схемы (рис 2.8): двух-, четырех- и п-фазные, основным назначением которых является повышение точности преобразователя и уменьшение его погрешностей. При этом используются как аналоговые, так и импульсные фазорасщелители несущих колебаний. Кроне того, в целях некоторого упрощения структуры построения и уменьшения количества источников излучения часто применяют схемы ФПП с использованием одного модулированного источника вместо нескольких. Однако в этом случае в отличие от рассмотренной схемы (рис. 2.8) число фотоприемников приходится увеличивать до двух- трех или в общем случае делать равным выбранному числу каналов модуляции перемещением, что вносит свои погрешности при измерении.
|
|
|
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 168; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!