RU2037837C1

RU2037837C1 - Image visualization active-pulse electro-optic device

Info

Publication number: RU2037837C1
Authority: RU
Original assignee: Специальное конструкторское бюро техники ночного видения Научно-производственного объединения "Орион"
Priority date: 1992-06-26
Filing date: 1992-06-26
Publication date: 1995-06-19

Abstract

FIELD: electro-optic devices. SUBSTANCE: device has pulse laser irradiator 1, pumping unit 2 of laser irradiator 1, image forming objective 3, objective 4, pulse image intensifier 5, eye-piece 6, master pulse oscillator 7, controlled delay unit 8, high-voltage pulse former 11, temporal pulse position auto-tuning unit 12, the second pulse former 13, unit 14 for automatic adjustment of delay and the second delay line. EFFECT: improved probability of detection of object. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к технике оптико-электронных устройств, предназначенных для наблюдения при пониженном уровне освещенности, в частности для работы горноспасателей, для обеспечения подземной добычи полезных ископаемых, вождения ночью при пониженной прозрачности атмосферы высокоскоростных железнодорожных составов. The invention relates to the technique of optoelectronic devices intended for observation at low light levels, in particular for the operation of mine rescuers, to ensure underground mining, driving at night with reduced transparency of the atmosphere of high-speed trains.

Известно устройство визуализации изображения [1] Оно содержит последовательно установленные вдоль оптической оси объектив, электронно-оптический преобразователь и окуляр. A known device for image visualization [1] It contains sequentially installed along the optical axis of the lens, an electron-optical converter and an eyepiece.

Это устройство позволяет работать при пониженном уровне освещенности, но не в условиях абсолютной темноты. Кроме того, оно неработоспособно при пониженной прозрачности среды, в которой ведется наблюдение (дымка, туман, пыль), а при воздействии световых помех (светильники, фонари, пламя и т.д.) устройство засвечивается и видимость через него пропадает. This device allows you to work at low light levels, but not in absolute darkness. In addition, it is inoperative when the transparency of the environment in which the observation is carried out (haze, fog, dust) is reduced, and when exposed to light interference (lamps, lights, flames, etc.), the device is illuminated and visibility disappears through it.

Известен активно-импульсный оптико-электронный прибор визуализации изображения [2] содержащий последовательно соединенные блок накачки импульсного лазерного излучателя и импульсный лазерный излучатель, объектив формирования излучения, сфокусированный на импульсный лазерный излучатель, последовательно расположенные и оптически сопряженные объектив, импульсный электронно-оптический преобразователь, окуляр, формирователь высоковольтных импульсов, соединенный выходом с затвором импульсного электронно-оптического преобразователя, и последовательно соединенные задающий генератор и блок регулируемой задержки. Known active-pulsed optoelectronic image visualization device [2] containing a series-connected pumping unit of a pulsed laser emitter and a pulsed laser emitter, a lens for generating radiation focused on a pulsed laser emitter, sequentially located and optically paired lens, pulsed electron-optical converter, eyepiece , a shaper of high-voltage pulses connected by the output to the gate of a pulsed electron-optical converter, and serially connected to a master oscillator and an adjustable delay unit.

Этот прибор может работать как в известном режиме (т.е. без подсвета), так и в активно-импульсном режиме (т.е. с импульсным подсветом наблюдаемого объекта и синхронизированным с ним импульсным управлением стробированием затвором импульсного электронно-оптического преобразователя). Прибор может работать при абсолютной темноте, при пониженной прозрачности среды наблюдения (дымка, туман, дождь, пыль и т.д.) и при воздействии световых помех. Для эффективной работы при пониженной прозрачности и в условиях световых помех стробирующие импульсы имеют малую длительность. This device can operate both in the known mode (i.e., without illumination) and in the active-pulse mode (i.e., with pulsed illumination of the observed object and synchronized with it pulsed gate control by gate shutter of a pulsed electron-optical converter). The device can operate in absolute darkness, with reduced transparency of the observation environment (haze, fog, rain, dust, etc.) and when exposed to light noise. For effective operation with reduced transparency and in conditions of light interference, the strobe pulses have a short duration.

Недостатком этого прибора является нестабильность временного положения стробирующих импульсов, управляющих затвором электронно-оптического преобразователя. The disadvantage of this device is the instability of the temporary position of the strobe pulses controlling the shutter of the electron-optical converter.

Технико-экономическим результатом изобретения является повышение вероятности обнаружения объекта наблюдения за счет стабилизации временного положения стробирующих импульсов. The technical and economic result of the invention is to increase the probability of detecting an object of observation by stabilizing the temporary position of the strobe pulses.

Указанный технико-экономический результат достигается тем, что активно-импульсный оптико-электронный прибор визуализации изображения, содержащий последовательно соединенные блок накачки импульсного лазерного излучателя и импульсный лазерный излучатель, объектив формирования излучения, сфокусированный на импульсный лазерный излучатель, последовательно расположенные и оптически сопряженные объектив, импульсный электронно-оптический преобразователь и окуляр, формирователь высоковольтных импульсов, соединенный выходом с затвором импульсного электронно-оптического преобразователя, и последовательно соединенные задающий генератор и блок регулируемой задержки, снабжен последовательно соединенными первой линией задержки, первым формирователем импульсов и блоком автоподстройки временного положения импульсов, а также вторым формирователем импульсов, блоком автоматической регулировки задержки и второй линией задержки, соединенной входом с выходом задающего генератора импульсов, а выходом с входом блока накачки импульсного лазерного излучателя, при этом первая линия задержки соединена выходом с входом блока регулируемой задержки, второй формирователь импульсов соединен входом с выходом формирователя высоковольтных импульсов, а выходом с вторым входом блока автоподстройки временного положения импульсов, соединенного выходом с первым входом блока автоматической регулировки задержки, который вторым входом соединен с выходом блока регулируемой задержки, а выходом с входом формирователя высоковольтных импульсов. The indicated technical and economic result is achieved by the fact that an active-pulsed optoelectronic image visualization device comprising a series-connected pump unit of a pulsed laser emitter and a pulsed laser emitter, a radiation generating lens focused on a pulsed laser emitter, sequentially located and optically conjugated lens, pulsed an electron-optical converter and an eyepiece, a shaper of high-voltage pulses connected by an output to the gate a pulsed electron-optical converter, and a serially connected master oscillator and an adjustable delay unit, is equipped with a first delay line, a first pulse shaper and a self-adjusting block for the temporary position of the pulses, as well as a second pulse shaper, an automatic delay adjustment unit and a second delay line connected by an input with the output of the master pulse generator, and the output with the input of the pumping unit of the pulsed laser emitter, while the first the delay line is connected by the output to the input of the adjustable delay unit, the second pulse shaper is connected by the input to the output of the high-voltage pulse shaper, and by the output to the second input of the self-adjusting unit of the temporary position of the pulses, connected by the output to the first input of the automatic delay control unit, which is connected to the output of the adjustable block by the second input delays, and the output with the input of the shaper of high-voltage pulses.

Кроме того, технико-экономический результат достигается тем, что блок автоматической подстройки временного положения импульсов выполнен в виде последовательно соединенных детектора совпадений импульсов, дифференциального усилителя и фильтра нижних частот, выход которого является выходом блока автоподстройки временного положения импульсов, входами которого являются входы детектора совпадений импульсов. In addition, the technical and economic result is achieved by the fact that the automatic adjustment unit for the temporary position of the pulses is made in the form of series-connected pulse coincidence detector, differential amplifier and low-pass filter, the output of which is the output of the automatic adjustment block for the temporary position of pulses, the inputs of which are the inputs of the pulse coincidence detector .

На фиг.1 представлена схема активно-импульсного оптико-электронного прибора визуализации изображения; на фиг.2 функциональная схема блока автоподстройки временного положения импульсов; на фиг.3 представлен пример реализации блока автоматической регулировки задержки; на фиг.4 представлены диаграммы прохождения сигналов в блоке автоподстройки временного положения импульсов при опережении импульсов на выходе формирователя высоковольтных импульсов по сравнению с импульсом с выхода блока регулируемой задержки; на фиг. 5 временные диаграммы прохождения сигналов в блоке автоподстройки временного положения импульсов при отставании импульсов на выходе формирователя высоковольтных импульсов по отношению к выходу блока регулируемой задержки; на фиг. 6 временные диаграммы прохождения сигналов в блоке автоматической регулировки задержки. Figure 1 presents a diagram of an active-pulse optical-electronic device for image visualization; figure 2 is a functional block diagram of the automatic adjustment of the temporary position of the pulses; figure 3 presents an example implementation of an automatic delay adjustment unit; figure 4 presents the diagrams of the passage of signals in the block automatic adjustment of the temporary position of the pulses when ahead of the pulses at the output of the shaper of high-voltage pulses in comparison with the pulse from the output of the adjustable delay unit; in FIG. 5 timing diagrams of the passage of signals in the automatic adjustment block of the temporary position of the pulses when the pulses lag at the output of the high-voltage pulse shaper with respect to the output of the adjustable delay unit; in FIG. 6 timing diagrams of the signal flow in the automatic delay adjustment unit.

Активно-импульсный оптико-электронный прибор визуализации изображения содержит импульсный лазерный излучатель 1, блок 2 накачки импульсного лазерного излучателя, объектив 3 формирования излучения, объектив 4, импульсный электронно-оптический преобразователь 5, окуляр 6, задающий генератор 7 импульсов, блок 8 регулируемой задержки, формирователь 9 высоковольтных импульсов, первую линию 10 задержки, первый формирователь 11 импульсов, блок 12 автоподстройки временного положения импульсов, второй формирователь 13 импульсов, блок 13 автоматической регулировки задержки и вторую линию 15 задержки. Active-pulsed optical-electronic device for image visualization contains a pulsed laser emitter 1, a pumping unit 2 for a pulsed laser emitter, a lens 3 for generating radiation, a lens 4, a pulsed electron-optical converter 5, an eyepiece 6, a driving pulse generator 7, an adjustable delay unit 8, shaper 9 high-voltage pulses, the first delay line 10, the first shaper 11 pulses, block 12 automatic adjustment of the temporary position of the pulses, the second shaper 13 pulses, block 13 automatically adjusting the delay line 15 and a second delay.

Блок 2 накачки импульсного лазерного излучателя 1 и импульсный лазерный излучатель 1 соединены последовательно, объектив 3 формирования излучения сфокусирован на импульсный лазерный излучатель. Объектив 4, импульсный электронно-оптический преобразователь 5 и окуляр 6 последовательно расположены и оптически сопряжены. Формирователь 9 высоковольтных импульсов соединен выходом с затвором импульсного электронно-оптического преобразователя 5. Задающий генератор 7 и блок 8 регулируемой задержки соединены последовательно. Первая линия 10 задержки, первый формирователь 11 импульсов и блок 12 автоподстройки временного положения импульсов соединены последовательно, вторая линия 15 задержки соединена входом с выходом задающего генератора 7 импульсов, а выходом с входом блока 2 накачки импульсного излучателя 1. Первая линия 10 задержки соединена входом с выходом блока 8 регулируемой задержки. Второй формирователь 13 импульсов соединен входом с выходом формирователя 9 высоковольтных импульсов, а выходом с вторым входом блока 12 автоподстройки временного положения импульсов, соединенного с первым входом блока 14 автоматической регулировки задержки, который вторым входом соединен с выходом блока 8 регулируемой задержки, а выходом с входом формирователя 9 высоковольтных импульсов. The pumping unit 2 of the pulsed laser emitter 1 and the pulsed laser emitter 1 are connected in series, the radiation forming lens 3 is focused on the pulsed laser emitter. The lens 4, the pulsed electron-optical Converter 5 and the eyepiece 6 are sequentially located and optically paired. The high-voltage pulse generator 9 is connected by an output to the gate of a pulse electron-optical converter 5. The master oscillator 7 and the adjustable delay unit 8 are connected in series. The first delay line 10, the first pulse shaper 11 and the self-adjusting unit 12 for the temporary position of the pulses are connected in series, the second delay line 15 is connected by the input to the output of the driving pulse generator 7, and the output with the input of the pumping unit 2 of the pulse emitter 1. The first delay line 10 is connected by the input to the output of block 8 adjustable delay. The second pulse shaper 13 is connected by the input to the output of the high-voltage pulse shaper 9, and by the output to the second input of the block 12 for automatic adjustment of the temporary position of the pulses, connected to the first input of the automatic delay control unit 14, which is connected to the output of the adjustable delay block 8 by the second input and the output to the input shaper 9 high voltage pulses.

Блок 12 автоподстройки временного положения импульсов (фиг.2) выполнен в виде последовательно соединенных детектора 16 временного совпадения импульсов, дифференциального усилителя 17 и фильтра 18 нижних частот, выход которого является выходом блока автоподстройки временного положения импульсов. Входами последнего являются входы детектора 16 временного совпадения импульсов, в состав которого входят первый 19 и второй 20 RS-триггеры и логический элемент И 21. Дифференциальный усилитель 17 выполнен в виде операционного усилителя 22, резисторов 23-25. Фильтр 18 нижних частот выполнен в виде операционного усилителя 27, резисторов 28-30 и конденсаторов 31,32. Block 12 of the automatic adjustment of the temporary position of the pulses (figure 2) is made in the form of series-connected detector 16 of the temporary coincidence of the pulses, a differential amplifier 17 and a low-pass filter 18, the output of which is the output of the automatic adjustment of the temporary position of the pulses. The inputs of the latter are the inputs of the detector 16 temporary coincidence of pulses, which includes the first 19 and second 20 RS-flip-flops and the logical element And 21. Differential amplifier 17 is made in the form of an operational amplifier 22, resistors 23-25. The low-pass filter 18 is made in the form of an operational amplifier 27, resistors 28-30, and capacitors 31.32.

Блок 14 автоматической регулировки задержки (фиг.3) выполнен в виде RS-триггера 33, ключа 34, источника 35 постоянного тока, накопительного конденсатора 36, аналогового компаратора 37, формирователя 38 импульсов. Выход RS-триггера 33 через ключ 34 подключен к источнику 35 тока и к накопительному конденсатору 36, другой контакт которого объединен с вторым входом ключа 34 и заземлен, и к первому входу аналогового компаратора 37, второй вход которого является первым входом блока 14 автоматической регулировки задержки, а выход подключен к формирователю 38 импульсов. Выход последнего является выходом блока 14 автоматической регулировки задержки и подключен к R-входу RS-триггера 33, S-вход которого является вторым входом блока 14 автоматической регулировки задержки. Block 14 automatic delay adjustment (figure 3) is made in the form of an RS-trigger 33, key 34, direct current source 35, storage capacitor 36, analog comparator 37, pulse shaper 38. The output of the RS-trigger 33 through a key 34 is connected to a current source 35 and to a storage capacitor 36, the other contact of which is combined with the second input of the key 34 and grounded, and to the first input of the analog comparator 37, the second input of which is the first input of the automatic delay control unit 14 , and the output is connected to the shaper 38 pulses. The output of the latter is the output of the automatic delay control unit 14 and is connected to the R-input of the RS flip-flop 33, the S-input of which is the second input of the automatic delay control unit 14.

Активно-импульсный оптико-электронный прибор визуализации изображения работает следующим образом. Active-pulse optical-electronic device for image visualization works as follows.

При функционировании в пассивном режиме излучение, определяемое уровнем естественной освещенности, отражается от наблюдаемого объекта и окружающего его фона и поступает в объектив 4, который формирует изображение объекта и фона на фотокатоде электронно-оптического преобразователя 5. Последний работает в непрерывном (статическом) режиме. Он преобразует изображение в видимое и усиливает его по яркости. Изображение наблюдается с экрана электронно-оптического преобразователя через окуляр 6. When operating in the passive mode, radiation, determined by the level of natural illumination, is reflected from the observed object and the surrounding background and enters the lens 4, which forms an image of the object and background on the photocathode of the electron-optical converter 5. The latter operates in a continuous (static) mode. It converts the image into visible and enhances it in brightness. The image is observed from the screen of the electron-optical transducer through the eyepiece 6.

При работе в активно-импульсном режиме задающий генератор 7 вырабатывает прямоугольные импульсы, которые поступают на входы блока 8 регулируемой задержки, а также через вторую линию 15 задержки на вход блока 2 накачки импульсного лазерного излучателя 1. Вторая линия 15 задержки служит для компенсации задержки, создаваемой блоками 8,9 при работе на малых расстояниях. Блок 2 накачки генерирует мощные импульсы тока, которыми возбуждается излучатель 1, генерирующий соответствующие им импульсы излучения. Это излучение коллимируется и направляется в сторону наблюдаемого объекта, с помощью объектива 3 формирования излучения отраженные от объекта импульсы излучения поступают в объектив, который формирует изображение объекта на фотокатоде электронно-оптического преобразователя 5. Последний работает при этом в импульсном (динамическом) режиме. Затвор электронно-оптического преобразователя 5 закрыт и открывается только в момент прихода на фотокатод электронно-оптического преобразователя 5 импульса излучения, отраженного от цели. Длительность открытого состояния затвора электронно-оптического преобразователя (длительность строба) равна длительности импульса излучения (2-3)˙10^-8 с. Для того, чтобы затвор электронно-оптического преобразователя 5 открывался именно в момент прихода на фотокатод электронно-оптического преобразователя импульса излучения, в устройстве вводится плавно регулируемая временная задержка между моментом генерации импульса излучения излучателем и моментом отпирания затвора электронно-оптического преобразователя. Для создания такой задержки служит блок 8 регулируемой задержки, который обеспечивает задержку пропускания от задающего генератора 7 импульсов к формирователю 9 высоковольтных импульсов. Регулирование времени задержки осуществляется оператором, с выхода блока 8 регулируемой задержки импульсный сигнал, задержанный на величину τ_р, соответствующую дальности до наблюдаемого объекта, через последовательно соединенные блок 14 автоматической регулировки и формирователь 9 высоковольтных импульсов поступает на затвор электронно-оптического преобразователя 5, открывая его в момент прихода световых импульсов, отраженных от наблюдаемого объекта. При этом имеет место дополнительная задержка импульсов, вносимая формирователем 9 высоковольтных импульсов и блоком 14 автоматической регулировки задержки, равная
τ_доп τ_ф + τ_А, где τ_ф задержка, вносимая формирователем 9 высоковольтных импульсов;
τ_А задержка, вносимая блоком 14 автоматической регулировки задержки.When operating in active-pulse mode, the master oscillator 7 generates rectangular pulses that are fed to the inputs of the adjustable delay unit 8, and also through the second delay line 15 to the input of the pulsed laser emitter 1 pump unit 2. The second delay line 15 serves to compensate for the delay created blocks of 8.9 when working at short distances. The pump unit 2 generates powerful current pulses, which excite the emitter 1, generating the corresponding radiation pulses. This radiation is collimated and directed towards the observed object, using the radiation generating lens 3, the radiation pulses reflected from the object enter the lens, which forms the image of the object on the photocathode of the electron-optical converter 5. The latter operates in a pulsed (dynamic) mode. The shutter of the electron-optical converter 5 is closed and opens only at the moment of the arrival of the radiation pulse reflected from the target to the photocathode of the electron-optical converter 5. The duration of the open state of the shutter of the electron-optical converter (strobe time) is equal to the duration of the radiation pulse (2-3) ˙10 ^-8 s. In order for the shutter of the electron-optical converter 5 to open exactly at the moment the electron-optical converter of the radiation pulse arrives at the photocathode, a continuously adjustable time delay is introduced in the device between the moment of generation of the radiation pulse by the emitter and the moment of unlocking the shutter of the electron-optical converter. To create such a delay, an adjustable delay unit 8 is used, which provides a transmission delay from the master pulse generator 7 to the high-voltage pulse shaper 9. The delay time is controlled by the operator, from the output of the adjustable delay unit 8, the pulse signal is delayed by a value of τ _p corresponding to the distance to the observed object, through a series-connected automatic adjustment unit 14 and the high-voltage pulse driver 9 is fed to the gate of the electron-optical converter 5, opening it at the moment of arrival of light pulses reflected from the observed object. In this case, there is an additional pulse delay introduced by the shaper 9 of the high-voltage pulses and the automatic delay adjustment unit 14, equal to
τ _add τ _f + τ _A , where τ _{f is the} delay introduced by the shaper 9 high voltage pulses;
τ _{A is the} delay introduced by the automatic delay control unit 14.

Задержка τ_ф не является постоянной величиной и зависит от времени включения содержащихся в формирователе 9 высоковольтных импульсов мощных коммутирующих элементов. Для стабилизации времени задержки открывания затвора электронно-оптического преобразователя 5 относительно момента излучения импульсов излучателем 1 служит блок 14 автоматической регулировки задержки. На управляющий вход последнего подается корректирующий сигнал от блока 12 автоподстройки временного положения импульсов, второй вход которого через второй формирователь 13 импульсов подключен к выходу формирователя 9 высоковольтных импульсов, а первый вход через последовательно соединенные первую линию 10 задержки и первый формирователь 11 импульсов подключен к выходу блока 8 регулируемой задержки. При этом в зависимости от временного положения импульсов, поступающих на первый и второй входы блока 12 автоподстройки временного положения импульсов, на выходе этого блока вырабатывается корректирующий сигнал, поступающий на управляющий вход блока автоматической регулировки задержки. В результате указанного управляющего воздействия в устройстве выполняется приближенное равенство
τ_ф + τ_А ≈ τ_л31 const, где τ_л31 задержка, вносимая первой линией 10 задержки.The delay τ _{f is} not a constant value and depends on the time of switching on of the high-voltage pulses of the powerful switching elements contained in the shaper 9. To stabilize the delay time of the opening of the shutter of the electron-optical converter 5 relative to the moment of emission of the pulses by the emitter 1, the automatic delay adjustment unit 14 serves. The control input of the latter receives a correction signal from the block 12 of the automatic adjustment of the temporary position of the pulses, the second input of which is connected through the second pulse shaper 13 to the output of the high-voltage pulse shaper 9, and the first input is connected in series through the first delay line 10 and the first pulse shaper 11 to the output of the block 8 adjustable delays. In this case, depending on the temporary position of the pulses arriving at the first and second inputs of the block 12 for automatic adjustment of the temporary position of the pulses, an output signal is generated at the output of this block to the control input of the automatic delay adjustment unit. As a result of the specified control action in the device, the approximate equality
τ _f + τ _A ≈ τ _l31 const, where τ _{l31 is the} delay introduced by the first delay line 10.

Степень приближения равенства определяется соответствующим выбором коэффициента усиления блока 12 автоподстройки временного положения импульсов, который работает следующим образом. Ограниченные и дифференцированные импульсы с выхода формирователя 13 импульсов поступают на первый вход блока 12 автоподстройки временного положения импульсов, на второй вход которого поступают аналогичные по форме импульсы с выхода формирователя 11 импульсов. Входы блока 12 являются S-входами RS-триггеров 19 и 20 детектора 16 совпадений импульсов. Исходное состояние RS-триггеров 19 и 20 нулевое. Напряжение на входах соответствует уровню логического "0". Эти напряжения подаются на входы дифференциального усилителя 17, поэтому соответствующее напряжение на выходе последнего также равно нулю. Если импульсы с выходов формирователей 11 и 13 поданы на входы блока 12 одновременно, т.е. имеет место временное совпадение импульсов, оба триггера 19 и 20 принимают единичное состояние. Однако при этом на выходе логического элемента И 21, входы которого подключены к выходам триггеров 19,20, появляется напряжение с уровнем логической "1", которое, будучи приложенным к входам RS-триггеров 19,20, переводит их в нулевое состояние. В результате напряжение на выходе дифференциального усилителя остается равным нулю. The degree of approximation of equality is determined by the appropriate choice of the gain of the block 12 of the automatic adjustment of the temporary position of the pulses, which works as follows. Limited and differentiated pulses from the output of the pulse shaper 13 are fed to the first input of the auto-tuning block 12 for the temporary position of the pulses, the second input of which receives pulses of a similar shape from the output of the pulse shaper 11. The inputs of block 12 are the S-inputs of the RS flip-flops 19 and 20 of the pulse coincidence detector 16. The initial state of RS triggers 19 and 20 is zero. The voltage at the inputs corresponds to a logic level of "0". These voltages are applied to the inputs of the differential amplifier 17, therefore, the corresponding voltage at the output of the latter is also equal to zero. If the pulses from the outputs of the shapers 11 and 13 are fed to the inputs of block 12 at the same time, i.e. there is a temporary coincidence of the pulses, both triggers 19 and 20 take a single state. However, at the same time, at the output of the logical element And 21, the inputs of which are connected to the outputs of the triggers 19,20, a voltage appears with a logic level of "1", which, being applied to the inputs of the RS-triggers 19,20, puts them in a zero state. As a result, the voltage at the output of the differential amplifier remains equal to zero.

На фиг.4 и 5 даны временные диаграммы работы блока 12. Когда импульсы с выхода формирователя 13 импульсов опережают импульсы, приходящие с выхода формирователя 11 импульсов (фиг.4), триггер 19 переводится в единичное состояние и находится в нем до момента прихода импульса с выхода формирователя 13 импульсов. На первом выходе детектора 16 формируется импульс с амплитудой, соответствующей уровню логической "1",и длительностью, равной временному сдвигу между входными импульсами. Аналогичные импульсы формируются в каждом последующем такте. Поскольку импульсы поступают на инвертирующий вход дифференциального усилителя 22, на его выходе присутствуют импульсы напряжения отрицательной полярности. Фильтр 18 нижних частот, включенный на выходе дифференциального усилителя 17, выделяет постоянную составляющую, которая является корректирующим сигналом, поступающим на первый управляющий вход блока 14 автоматической регулировки задержки. В результате воздействия корректирующего сигнала происходит изменение времени задержки в блоке 14 автоматической регулировки задержки в сторону увеличения таким образом, чтобы осуществить совпадение импульсов, поступающих с выходов формирователей 11 и 13 импульсов. Figures 4 and 5 are timing diagrams of the operation of block 12. When the pulses from the output of the pulse shaper 13 are ahead of the pulses coming from the output of the pulse shaper 11 (figure 4), the trigger 19 is brought into a single state and is in it until the moment of arrival of the pulse with the output of the shaper 13 pulses. At the first output of the detector 16, a pulse is formed with an amplitude corresponding to the logic level “1” and a duration equal to the time shift between the input pulses. Similar pulses are generated in each subsequent cycle. Since the pulses are fed to the inverting input of the differential amplifier 22, voltage pulses of negative polarity are present at its output. The low-pass filter 18, included at the output of the differential amplifier 17, selects a constant component, which is a correction signal supplied to the first control input of the automatic delay control unit 14. As a result of the action of the correction signal, the delay time changes in the automatic delay adjustment unit 14 in the direction of increase so that the pulses coming from the outputs of the pulse formers 11 and 13 coincide.

Если импульсы с выхода формирователя 13 импульсов отстают от импульсов, поступающих с выхода формирователя 11 импульсов (фиг.5), импульсный сигнал появляется на втором выходе детектора 16 совпадений. Далее этот сигнал усиливается усилителем 17 и подается на вход фильтра 18 нижних частот в виде импульсов положительной полярности. Фильтр 18 выделяет постоянную составляющую сигнала, которая поступает на управляющий вход блока 14 автоматической регулировки задержки в качестве контролирующего сигнала. Схема блока автоматической регулировки задержки формирует на выходе импульс, передний фронт которого задержан на промежуток времени τ_з, относительно переднего фронта подаваемого на вход запускающего импульса. Значение τ_з определяется корректирующим сигналом, в данном случае величиной положительного напряжения, подаваемого с выхода блока 12 автоподстройки временного положения импульсов на управляющий вход блока 14 автоматической регулировки задержки. Временные диаграммы прохождения сигналов в блоке автоматической регулировки задержки представлены на фиг.6.If the pulses from the output of the pulse shaper 13 are behind the pulses coming from the output of the pulse shaper 11 (Fig. 5), the pulse signal appears at the second output of the coincidence detector 16. Further, this signal is amplified by the amplifier 17 and fed to the input of the low-pass filter 18 in the form of pulses of positive polarity. The filter 18 selects a constant component of the signal, which is fed to the control input of the automatic delay control unit 14 as a control signal. The circuit of the automatic delay adjustment unit generates a pulse at the output, the leading edge of which is delayed by a period of time τ _s , relative to the leading edge of the triggering pulse supplied to the input. The value of τ _{s is} determined by the correction signal, in this case, the value of the positive voltage supplied from the output of the block 12 of the automatic adjustment of the temporary position of the pulses to the control input of the block 14 of the automatic delay control. Timing diagrams of the passage of signals in the block automatic adjustment of the delay shown in Fig.6.

Блок 14 автоматической регулировки задержки работает следующим образом. В исходном положении RS-триггер 33 находится в нулевом состоянии. При этом на задействованном инверсном выходе RS-триггера 33 присутствует высокий уровень напряжений, который поддерживает ключ 34 в открытом состоянии. Вследствие этого постоянный ток от источника 35 полностью проходит через открытый ключ 34, и напряжение на обкладках конденсатора 36 равно нулю. Это нулевое напряжение приложено к неинвертирующему входу аналогового компаратора 37. На инвертирующий вход компаратора 37 подается управляющее напряжение U_упр > 0. Поэтому на входе компаратора присутствует напряжение, соответствующее его нулевому состоянию.Block 14 automatic delay control operates as follows. In the initial position, the RS-trigger 33 is in the zero state. At the same time, a high voltage level is present at the involved inverse output of the RS flip-flop 33, which keeps the switch 34 open. As a result of this, the direct current from the source 35 completely passes through the public key 34, and the voltage across the plates of the capacitor 36 is zero. This zero voltage is applied to the non-inverting input of the analog comparator 37. At the inverting input of the comparator 37, a control voltage U _ct > 0 is applied. Therefore, a voltage corresponding to its zero state is present at the input of the comparator.

Запуск схемы осуществляется передним фронтом входного импульса U_вх. При поступлении этого импульса на S-вход триггера 33 последний переходит из нулевого состояния в единичное. При этом на выходе

появляется сигнал низкого уровня, и ключ 34 закрывается. Ток от источника 35 начинает протекать через конденсатор 36. На его обкладках накапливается заряд Q. При этом напряжение на конденсаторе 36 равно
U_c=

Idt

t где I ток, генерируемый источником 35;
С емкость конденсатора 36;
t время с момента размыкания ключа 34.The circuit is triggered by the leading edge of the input pulse U _in . When this pulse arrives at the S-input of trigger 33, the latter goes from the zero state to the single state. In this case, the output

a low signal appears and key 34 closes. The current from the source 35 begins to flow through the capacitor 36. A charge Q is accumulated on its plates. In this case, the voltage across the capacitor 36 is
U _c =

Idt

t where I is the current generated by source 35;
With capacitor capacitance 36;
t time from the moment of opening the key 34.

Таким образом, напряжение на конденсаторе 36 изменяется прямо пропорционально времени. Это напряжение приложено к конвертирующему входу компаратора 37. К инвертирующему входу компаратора приложено задаваемое управляющее напряжение U_упр. В момент времени U_c= U_упр, что соответствует t τ

· U_упр, компаратор 37 срабатывает. При этом на его выходе возникает положительный перепад напряжения, задержанный относительно фронта входного импульса на время τ. Включенный на выходе компаратора формирователь 38 формирует из перепада напряжения положительный импульс заданной длительности, который поступает как на выход блока 14 автоматической регулировки задержки, так и на R-вход триггера 33, переводя схему в первоначальное состояние. В результате происходит изменение времени задержки до совпадения импульсов, поступающих с выходов формирователей 11 и 13 импульсов. Благодаря этому имеет место временная стабильность импульса строба, что особенно важно при работе в режиме коротких импульсов, так как позволяет повысить вероятность обнаружения объекта и его удержания в пределах строба.Thus, the voltage across the capacitor 36 varies in direct proportion to the time. This voltage is applied to the converting input of the comparator 37. To the inverting input of the comparator is applied the specified control voltage U _ex . At time moment U _c = U _upr , which corresponds to t τ

· U _exercise , comparator 37 is triggered. At the same time, a positive voltage drop arises at its output, delayed relative to the front of the input pulse by time τ. The driver 38, which is turned on at the output of the comparator, generates a positive pulse of a given duration from the voltage drop, which is supplied both to the output of the automatic delay control unit 14 and to the R-input of the trigger 33, transferring the circuit to its initial state. As a result, there is a change in the delay time until the pulses coming from the outputs of the pulse shapers 11 and 13 coincide. Due to this, there is a temporary stability of the strobe pulse, which is especially important when working in the mode of short pulses, as it increases the likelihood of detecting an object and holding it within the strobe.

Claims

1. ACTIVE-PULSE OPTICAL-ELECTRONIC VISUALIZATION IMAGE DEVICE, comprising serially connected pulsed laser emitter pump unit and a pulsed laser emitter, a radiation generating lens focused on a pulsed laser emitter, sequentially located and optically paired lenses, a pulsed electron-optical converter and an eyepiece a high-voltage pulse shaper connected by an output to the gate of a pulsed electron-optical converter, and the last The driver and the adjustable delay unit are interconnected, characterized in that it is equipped with a first delay line, a first pulse shaper and a self-adjusting block for the temporary position of the pulses, as well as a second pulse shaper, an automatic delay adjustment unit and a second delay line connected by an input to the output the master pulse generator, and the output with the input of the pumping unit of the pulsed laser emitter, while the first delay line is connected by an input to the output by the adjustable delay unit block, the second pulse shaper is connected by an input to the output of the high-voltage pulse shaper, and by the output to the second input of the self-tuning block of the temporary position of the pulses, connected by the output to the first input of the automatic delay adjustment block, which is connected to the output of the adjustable delay block by the second input, and by the output the input of the shaper of high voltage pulses.

2. The device according to claim 1, characterized in that the block for the automatic adjustment of the temporary position of the pulses is made in the form of series-connected detector for the temporary coincidence of pulses, a differential amplifier and a low-pass filter, the output of which is the output of the block for the automatic adjustment of the temporary position of the pulses, the inputs of which are the inputs of the temporary detector coincidence of pulses.