Уменьшение влияния низкочастотных помех в лазерных частотно-фазовых дальномерных системах

Abstract

Рассмотрена возможность уменьшения влияния низкочастотных помех в частотно-фазовых лазерных дальномерах, которые приводят к кратковременной нестабильности параметров преобразовательных звеньев прибора. Это достигается за счет применения фильтрации выходного сигнала частотно-фазовой системы, основная частота которого пропорциональна измеряемому расстоянию. Проведено электронное моделирование преобразовательных процессов в такой системе, для чего получены модели выходного сигнала в их аналоговом и дискретном представлении. Результаты проведенного моделирования позволяют выбрать оптимальные параметры используемого фильтра верхних частот в зависимости от допустимого значения погрешности, возникающей из-за переходных процессов в нем. Также путем численного моделирования проведена оценка случайной погрешности предлагаемого устройства, обусловленной влиянием широкополосных помех. Приведены результаты моделирования в виде зависимости случайной погрешности от соотношения сигнал/шум при выбранном значении постоянной времени фильтра.

Розглянуто можливість зменшення впливу низькочастотних завад у частотно-фазових лазерних далекомірах, які призводять до короткочасної нестабільності параметрів перетворювальних ланок приладу. Це досягається за рахунок застосування фільтрації вихідного сигналу частотно-фазової системи, частота якого пропорційна вимірювальній відстані. Проведено електронне моделювання перетворювальних процесів у такій системі, для чого отримано моделі вихідного сигналу в їх аналоговому і дискретному представленні. Результати проведеного моделювання дозволяють вибрати оптимальні параметри фільтра верхніх частот, що використовується в даному випадку, в залежності від допустимого значення похибки, яка виникає через перехідні процеси в ньому. Також шляхом чисельного моделювання проведено оцінку випадкової похибки запропонованого пристрою, зумовленої впливом широкосмугових завад. Наведено результати моделювання у вигляді залежності випадкової похибки від співвідношення сигнал/шум при обраному значенні постійної часу фільтра.

The possibility of reducing the influence of low-frequency noise in the laser phase-frequency rangefinders, which leads to a shortterm instability of converting links of the device has been reviewe. This is achieved through the use of filtering the output signal of the phase-frequency system, the frequency which is proportional to the measured distance. The electronic simulation of converting processes in such system was carried out for which the output signal models in analog and discrete form were received. The results of the simulation allow to choose optimal parameters for a high pass filter according to the allowable value of the error arising from the transition processes in it. By numerical simulations assessment of the random error of the device due to the influence of broadband noise has been carried out. The simulation results are presented as a function of the random error from the signal/noise ratio for the selected filter time constant.