一種基于電壓控制的光電跟蹤器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于電壓控制的光電跟蹤器，其特點是該光電跟蹤器由兩光電探頭、兩調(diào)零放大模塊、兩方向檢測模塊、兩邏輯輸出模塊和兩功率驅(qū)動模塊與幅度采樣模塊、靈敏度調(diào)節(jié)模塊和伺服電機組成，所述兩光電探頭分別與調(diào)零放大模塊、方向檢測模塊、邏輯輸出模塊和功率驅(qū)動模塊依次串接成兩驅(qū)動通路；所述幅度采樣模塊與兩方向檢測模塊連接；所述靈敏度調(diào)節(jié)模塊與兩邏輯輸出模塊連接；所述伺服電機與靈敏度調(diào)節(jié)模塊和兩功率驅(qū)動模塊連接。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有光電探頭始終保持指向光源位置，實現(xiàn)過程延時小，操作方便，成本代價低，系統(tǒng)小型化，尤其在工業(yè)應(yīng)用中有一定的推廣和使用意義。
【專利說明】一種基于電壓控制的光電跟蹤器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及電子探測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種基于電壓控制的光電跟蹤器。

【背景技術(shù)】
[0002]光電技術(shù)以光波為基本信息載體，通過對光波的接受、轉(zhuǎn)換、控制、處理、顯示等技術(shù)手段，獲取所需要的信息，得到預(yù)期的目的。光電設(shè)備是集光學(xué)技術(shù)、激光技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理、控制技術(shù)等多學(xué)科為一體的現(xiàn)代高精技術(shù)，是光學(xué)和電子學(xué)相互交叉和融合而形成的，正式在這些基礎(chǔ)上，研發(fā)出許多不同用途的高性能的光電產(chǎn)品。光電跟蹤技術(shù)自上世紀(jì)六十年代開始起步，在導(dǎo)彈制導(dǎo)、火炮控制、空間飛行體和星體跟蹤、靶場測量等方面取得了顯著的發(fā)展。上世紀(jì)七十年代，美國生產(chǎn)了“小牛”導(dǎo)彈、GBU-15型電視炸彈均是采用光電跟蹤技術(shù)。同樣在上世紀(jì)七十年代，英國GEC公司研制的“海狼”防空系統(tǒng)曾成功的攔截“飛魚”導(dǎo)彈，這也是光電跟蹤技術(shù)的典型案例。在上世紀(jì)八十年代中期，美、英、俄、法等國家在基于光電跟蹤技術(shù)的原理上，還陸續(xù)研制出了艦載防空反導(dǎo)火控系統(tǒng)。
[0003]目前，采用激光測距儀與數(shù)據(jù)采集卡、攝像頭以及電機等組成的系統(tǒng)，實現(xiàn)光電跟蹤。現(xiàn)有技術(shù)存在著光電跟蹤設(shè)備龐大，成本較高，操作復(fù)雜，攜帶不方便，尤其利用嵌入式系統(tǒng)，算法復(fù)雜，對軟件要求較高，同時延時性較差。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種基于電壓控制的光電跟蹤器，采用多級差動放大器和窗口比較器進行電壓控制，具有追蹤不同方向投射光的跟蹤效應(yīng)，當(dāng)光源移動時，光電跟蹤器能自動判斷強光源的位置，實現(xiàn)直流電機的橫向或縱向移動，使光電探頭始終保持指向光源位置，實現(xiàn)過程延時小，操作方便，成本代價低，系統(tǒng)小型化，尤其在工業(yè)應(yīng)用中有一定的推廣和使用意義。
[0005]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:一種基于電壓控制的光電跟蹤器，其特點是該光電跟蹤器由兩光電探頭、兩調(diào)零放大模塊、兩方向檢測模塊、兩邏輯輸出模塊和兩功率驅(qū)動模塊與幅度采樣模塊、靈敏度調(diào)節(jié)模塊和伺服電機組成，所述兩光電探頭分別與調(diào)零放大模塊、方向檢測模塊、邏輯輸出模塊和功率驅(qū)動模塊依次串接成兩驅(qū)動通路；所述幅度采樣模塊與兩方向檢測模塊連接；所述靈敏度調(diào)節(jié)模塊與兩邏輯輸出模塊連接；所述伺服電機與靈敏度調(diào)節(jié)模塊和兩功率驅(qū)動模塊連接。
[0006]所述光電探頭為設(shè)置在伺服電機上的光敏二極管。
[0007]所述調(diào)零放大模塊采用多級差動放大器對光電探頭輸入的光源電壓進行差動放大。
[0008]所述方向檢測模塊采用窗口比較器對輸入的電壓進行比較，以判斷光電探頭的上、下和左、右移動或靜止。
[0009]所述幅度采樣模塊采用窗口比較器對電壓變化進行采樣。
[0010]所述邏輯輸出模塊采用與門電路進行邏輯化輸出，以驅(qū)動伺服電機的上、下和左、右移動或停止轉(zhuǎn)動。
[0011]所述靈敏度調(diào)節(jié)模塊采用電阻分壓對窗口比較器預(yù)設(shè)的閾值電壓進行調(diào)節(jié)，以增大追蹤范圍。
[0012]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有光電探頭始終保持指向光源位置，實現(xiàn)過程延時小，操作方便，成本代價低，系統(tǒng)小型化，尤其在工業(yè)應(yīng)用中有一定的推廣和使用意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0014]參閱附圖1，本實用新型由兩光電探頭1、兩調(diào)零放大模塊2、兩方向檢測模塊3、兩邏輯輸出模塊4和兩功率驅(qū)動模塊5與幅度采樣模塊6、靈敏度調(diào)節(jié)模塊7和伺服電機8組成，所述兩光電探頭1分別與調(diào)零放大模塊2、方向檢測模塊3、邏輯輸出模塊4和功率驅(qū)動模塊5依次串接成兩驅(qū)動通路；所述幅度采樣模塊6與兩方向檢測模塊3連接；所述靈敏度調(diào)節(jié)模塊7與兩邏輯輸出模塊4連接；所述伺服電機8與靈敏度調(diào)節(jié)模塊7和兩功率驅(qū)動模塊5連接。
[0015]所述光電探頭1為設(shè)置在伺服電機8上的光敏二極管，當(dāng)光照射到光敏二極管上時，光敏二極管將不同的光強轉(zhuǎn)換為光電流并以電壓形式輸出，以此來實現(xiàn)對光源強度的判斷，光電探頭1隨伺服電機8轉(zhuǎn)動而改變位置。
[0016]所述調(diào)零放大模塊2采用多級差動放大器對輸入電壓以上、下和左、右四個方向的光源電壓進行差動放大。
[0017]所述方向檢測模塊3采用窗口比較器對輸入的電壓進行比較，以判斷光電探頭1的上、下和左、右移動或靜止。
[0018]所述幅度采樣模塊6采用窗口比較器對電壓變化進行采樣，當(dāng)伺服電機8轉(zhuǎn)動到一定的位置時，此時需要通過采樣電壓變化(這個電壓是新的位置，光敏二極管放大后的電壓)來反饋光電探頭1的具體位置或者偏離位置。當(dāng)新位置電壓沒變化時由方向檢測模塊3—邏輯輸出模塊4 —功率驅(qū)動模塊5 —伺服電機8這一驅(qū)動通路結(jié)束。當(dāng)新位置電壓有變化時則由方向檢測模塊3 —幅度采樣模塊6 —靈敏度調(diào)節(jié)模塊7 —伺服電機8這一驅(qū)動通路進行位置調(diào)整。伺服電機8需要重新矯正位置，則是按照光電探頭1 —調(diào)零放大模塊
2—方向檢測模塊3 —幅度米樣模塊6 —靈敏度調(diào)節(jié)模塊7 —邏輯輸出模塊4 —功率驅(qū)動模塊5 —伺服電機8這一驅(qū)動通路進行重新矯正位置，直到伺服電機8即光電探頭1轉(zhuǎn)到光源的位置，也就是上、下電壓相等和左、右電壓相等。
[0019]所述邏輯輸出模塊4采用兩個與門電路進行邏輯化輸入功率驅(qū)動模塊5，以驅(qū)動伺服電機8的上、下移和左、右移動或停止轉(zhuǎn)動。
[0020]所述靈敏度調(diào)節(jié)模塊7采用電阻分壓對窗口比較器預(yù)設(shè)的閾值電壓進行調(diào)節(jié)，以增大光電探頭1的追蹤光源的范圍。靈敏度調(diào)節(jié)模塊7預(yù)設(shè)電壓是由電阻分壓獲得的，靈敏度的設(shè)置是為了設(shè)置窗口比較器的參考值，所設(shè)的參考值和幅度采樣模塊6中的差值電壓進行比較，并將比較后的值輸入邏輯輸出模塊4。
[0021]所述功率驅(qū)動模塊5由六個三極管和若干個電阻構(gòu)成，其中，三個三極管組成一條支路，兩組支路成對稱狀態(tài)，分別實現(xiàn)伺服電機8順時針或逆時針正、旋轉(zhuǎn)。
[0022]以上只是對本實用新型作進一步的說明，并非用以限制本專利的實施應(yīng)用，凡為本實用新型等效實施，均應(yīng)包含于本專利的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于電壓控制的光電跟蹤器，其特征在于該光電跟蹤器由兩光電探頭(I )、兩調(diào)零放大模塊(2 )、兩方向檢測模塊(3 )、兩邏輯輸出模塊(4 )和兩功率驅(qū)動模塊(5 )與幅度采樣模塊(6 )、靈敏度調(diào)節(jié)模塊(7 )和伺服電機(8 )組成，所述兩光電探頭(I)分別與調(diào)零放大模塊(2)、方向檢測模塊(3)、邏輯輸出模塊(4)和功率驅(qū)動模塊(5)依次串接成兩驅(qū)動通路；所述幅度采樣模塊(6)與兩方向檢測模塊(3)連接；所述靈敏度調(diào)節(jié)模塊(7)與兩邏輯輸出模塊(7)連接；所述伺服電機(8)與靈敏度調(diào)節(jié)模塊(7)和兩功率驅(qū)動模塊(5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電壓控制的光電跟蹤器，其特征在于所述光電探頭(I)為設(shè)置在伺服電機(8)上的光敏二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電壓控制的光電跟蹤器，其特征在于所述調(diào)零放大模塊(2)采用多級差動放大器對光電探頭(I)輸入的光源電壓進行差動放大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電壓控制的光電跟蹤器，其特征在于所述方向檢測模塊(3)采用窗口比較器對輸入的電壓進行比較，以判斷光電探頭(I)的上、下和左、右移動或靜止。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電壓控制的光電跟蹤器，其特征在于所述幅度采樣模塊(6 )采用窗口比較器對電壓變化進行采樣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電壓控制的光電跟蹤器，其特征在于所述邏輯輸出模塊(4)采用與門電路進行邏輯化輸出，以驅(qū)動伺服電機(8)的上、下和左、右移動或停止轉(zhuǎn)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于電壓控制的光電跟蹤器，其特征在于所述靈敏度調(diào)節(jié)模塊(7)采用電阻分壓對窗口比較器預(yù)設(shè)的閾值電壓進行調(diào)節(jié)，以增大追蹤范圍。
【文檔編號】G05D3/12GK204256532SQ201420709540
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】郭方敏, 陸海東, 宋杰 申請人:華東師范大學(xué)