Optisk chopper
En optisk chopper är en anordning som periodiskt avbryter en ljusstråle . Tre typer finns tillgängliga: roterande skivhackare med variabel frekvens, stämgaffelhacker med fast frekvens och optiska slutare. En roterande skivhackare användes 1849 av Hippolyte Fizeau i den första icke-astronomiska mätningen av ljusets hastighet .
Används i vetenskapliga laboratorier
Optiska choppers, vanligtvis mekaniska slutare med roterande skivor, används ofta i vetenskapslaboratorier i kombination med låsbara förstärkare . Choppern används för att modulera intensiteten hos en ljusstråle, och en låst förstärkare används för att förbättra signal- brusförhållandet .
För att vara effektiv bör en optisk hackare ha en stabil rotationshastighet. I de fall där 1/f-bruset är huvudproblemet skulle man vilja välja den maximala hackningsfrekvensen som är möjlig. Detta begränsas av motorhastigheten och antalet slitsar i den roterande skivan, som i sin tur begränsas av skivradien och balkdiametern.
Användning i styrsystem
Choppers användes i stor utsträckning i tidiga missilstyrningssystem , och i denna roll är de ibland kända som "riktmärkessökare". De tidigaste användningarna var på luft-till-luft-missiler . En fotocell som är känslig för infrarött ljus är placerad bakom en chopper som drivs av en synkronmotor . När choppern roterar blockerar den med jämna mellanrum fotocellens syn på målflygplanet, vilket skapar en serie utpulser. Denna signal utjämnas sedan för att skapa en sinusformad utgång som sedan jämförs med signalen som driver motorn. Fasskillnaden mellan dessa två signaler avslöjar målets vinkel jämfört med en given punkt i motorsignalen. Sampling av signalen vid två olika punkter ger direkt X- och Y- felsignaler som kan driva missilens flygkontroller.
Samma grundsystem har använts i en rad andra roller. Tidiga ICBMs använde ett liknande choppersystem kopplat till ett litet teleskop för synligt ljus för att producera en stjärnspårare som användes för att förbättra noggrannheten genom att mäta vinklarna till en eller flera stjärnor när de klättrade över atmosfären. Pansarvärnsmissiler använde en infraröd fotocell på utskjutningsrampen som spårade en flare på missilen, med hjälp av X- och Y-felsignalerna för att driva in missilen i siktlinjen för operatörens siktteleskop.
Dessa system används inte längre i moderna vapen, eftersom de i allmänhet har ersatts av bildsystem som ger mycket mer information.
Exempel
Optiska inkrementella roterande omkodare är en form av hackare. Dessa används i många industrimaskiner. Vissa tidiga låsningsfria bromssystem använde roterande omkodare för hjulhastighetssensorer . Opto-mekaniska datormöss från slutet av 1900-talet använde två kodare för XY-positionsmätning. Optiska linjära kodare finns också.
LCD-tv-apparater använder miljontals LCD-slutare parade med röda, gröna eller blå filter för att kontrollera färgen på pixlarna på skärmen.
Filmkameror använder en optisk slutare för att spela in enskilda bildrutor av filmen. Filmprojektorer använder en optisk slutare som är synkroniserad med filmrutor för att producera effekten av skenbar rörelse på filmduken.
Slutarglasögon med flytande kristall används tillsammans med en synkroniserad bildskärm för att skapa en illusion av en tredimensionell bild.
Ljussignaler skickas till sjöss och på flygplatser med hjälp av en signallampa med en handmanövrerad slutare.
US Navy sjöman som skickar morsekod med hjälp av en signallampa.
En opto-mekanisk mus: 1) att flytta musen vrider bollen 2) X- och Y-rullar griper bollen och överför rörelse, 3) Optiska kodningsskivor inkluderar ljushål, 4) Infraröda lysdioder lyser genom skivorna 5) Sensorer samlar ljuspulser att konvertera till X- och Y-vektorer.
Se även
externa länkar
Vanliga frågor om optiska choppers.