Оптоэлектронный гираторный трансформатор

Оптоэлектронный гираторный трансформатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах согласования импедансов с гальванической развязкой. Цель изобретения - упрощение регулировки коэффициента трансформации при сохранении стабильности последнего. Оптоэлектронный гираторный трансформатор содержит светоизлучатель 1, г-р 2 постоянного тока, оптоэлектронный гиратор 3, содержащий шесть фототранзисторов 5-10 и шесть светомодулирующих элементов (СМЭ) 11-16, а также и гиратор 17, содержащий шесть фототранзисторов 18-23 и шесть СМЭ 24-29. Предлагаемый трансформатор может работать как понижающим, так и повышающим. В качестве оптического поглощающего фильтра может быть использован дополнительный потенциально управляемый СМЭ. При этом простым варьированием на нем напряжения смещения достигается установка требуемого коэф. пропускания α и, следовательно, упрощается процесс регулировки коэф. трансформации трансформатора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО).1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) И 1) (1) 4 H 03 Ь 11/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-Е Е

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4304279/24-09 (22) 23.07.87 (4б) 07,!1,89. Вюл. 1" 41 (71) Институт полупроводников АН УССР (72) В.С,Кретулис, И,F.,Ìèíàêîâà и П.Ф.Олексенко (53) 621 ° 372.57(088.8)

)(56) Синтез активных RC-цепей,/Под ред. А.А.Ланнэ, — M. Связь, 1975, с, l78, рис. 7.

2 (54) ОПТОЗЛЕКТРОКН)П1 ГИРАТОРКЬЙ ТРАН-

СФОРМАТОР (57) Изобретение относится к радиоэлектронике и м.б. использовано в устр — вах. согласования импедансов с гальванической развязкой. 1, ель изобретения — упрощение регулировки коэффициента трансформации при сохранении стабильности последнего ° Оп1 )?0651

10 тоэлектронный гираторный трансформатор содержит светоизлучатель 1, г-р

2 постоянного тока, оптоэлектронный гиратор 3, содержащий шесть фототранзисторов 5-10 и шесть светомодулирующих элементов (СМЭ) 11 — 16, а также гиратор 17, содержащий шесть фототранзисторов 18-23 и шесть СМЭ

24-29. Предлагаемый трансформатор может работать как понижающим, так

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах согласования импедансов с гальванической развязкой, Цель изобретения — упрощение регулировки коэффициента трансформации при сохранении стабильности послед" него.

kla чертеже показана принципиальная электрическая схема оптоэлектронного гираторного трансформатора, Оптоэлектронный гираторный транс-. форматор содержит светоизлучатель 1, генератор 2 постоянного тока, первый

30 оптоэлектронный гиратор 3, содержащий поглощающий оптический фильтр 4, первый - шестой фототранзисторы 5-10 и первый — шестой светомодулирующие элементы 11-16 и второй оптоэлектронный гиратор 17, содержащий первый-шестой 35 фототранзисторы 18-23 и первый-шестой светомодулирующие элементы 24-29, 1

Оптоэлектронный гираторный трансформатор работает следующим образом, В исходном состоянии потенциально управляемые светомодулирующие элементы, обладающие высоким дифференциальным сопротивлением (5 10 Ом), нахо9 дятся в режиме смещения, так что на фототранзис торы с внутренним дифферен-циальным сопротивлением 5 10 Ом з падает постоянный световой поток. Приложим к входным клеммам первого оптоэлектронного гиратора входное напряжение U „, причем отрицательный потенциал.приложен к первой входной клемме,, а положительный — к второй входной клемме, С учетом полярности второго и первого источников питания это приводит к тому, что управляющее напряжение на третьем 13 и четвертом

14 светомодулирующих элементах возрастает на величину Uz„/2, а на шеси повышающим, В качестве оптического поглощающего фильтра м,б. использован дополнительный потенциально управляемый С11Э. При этом простым варьированием на нем напряжения смещения достигается установка требуемого коэф. пропускания Ы и, следовательно, упрощаетСя процесс регулировки коэф. трансформации трансформатора, 1 ил.

I том 16 и пятом 15 светомодулирующих элементах уменьшается также на величину U>„/2, Поскольку используемые в оптоэлектронном гираторном трансформаторе светомодулирующие элементы обладают однотипной модуляционной характеристикой, к примеру, нарастающей,,что означает увеличение коэффициента пропускання с ростом управляющего напряжения, то на четвертом фототранзисторе 8, оптически связанном через поглощающий оптический фильтр 4 с третьим 13 и четвертым 14 светомодулирующими элементами, световой поток увеличивается, и, .следовательно, возрастает его фототок, а на третьем фототранзисторе 7, оптически связанном через поглощающий оптический фильтр 4 с шестым 16 и пятым 15 светомодулирующими элементами, световой поток уменьшается и, следовательно, снижается его фототок, Переменные составляющие токов третьего 7 и четвертого 8 фототранзисторов суммируются и формируют управляемый напряжением источник выходного тока. где. Ж вЂ” коэффициент пропускания оптического поглощающего фильтра 4р

S — - крутизна управления током фо- тотранзисторов по светомодулирующему элементу.

При этом в первом оптоэлектронном гираторе 3 на втором светомодулирующем элементе 12, включенном параллельно третьему фототранэистору 7, возрастает управляющее напряжение, а на.первом светомодулирующем элементе 11, включенном параллельно четвертому фототранзистору 8, уменьшается, Следовательно, у второго 6

5 15206 и пятого 9 фочотранзисторон, оптически связанных через поглощающий оптический фильтр 4 с вторым светомодулирующим элементом 12, увеличивается фототок, а у перного 5 и шестого .10

5 фототранзисторов, оптически связанных через поглощающий оптический фильтр

4 с первым снетомодулирующим элементом 11, фототок уменьшается. Перемен- 1р ные составляющие токов второго 6 и шестого 10 фототранзисторов и первого 5 и пятого 9 фототранзисторов попарно суммируются и составляют управляемЫй напряжением источник входного тока с токоотводом на второй входной клемме

Iâê = 2 в4 $ (2) где U — выходное напряжение источвых ника ныходного тока (1), 20 отсчитываемое относительно общей шины.

Совместное встречно †параллельн включение управляемых в соответствии с (1) и (?) источников тока образует 25 уравновешенный со сторо«ы входных клемм первый из оптоэлектронных гираторов трансформатора, Во втором оптоэлектронном гираторе с учетом полярности третьего ис- 3р ( точника питания напряжение П,„ вызывает увеличение коэффициента пропускания второго снетомодулирующего элемента 25 и его снижение у первого светомодулирующего элемента 24, что в

35 свою, очередь приводит у второго 19 и пятого 22 фототранзисторон к возрастанию фототока, а у первого 18 и шестого 23 фототранзисторон к уменьшению фототака. Переменные составляющие токов первого 18 и пятого 22 фототранзисторов и второго 19.и шестого

23 фототранзисторов попарно суммируются и составляют управляемый напряжением ,источник выходного тока с токоотводом 45 на первой выходной клемме выл -2 $ живых (3)

Наличие источника выходного тока (3) обусловливает появление на выходных клеммах выходного напряжения

U „„, причем отрицательный потенциал соответствует первой выходной клемме, а положительный — второй выходной клемме, С учетом полярности четвертого и пятого источников питания это приводит к тому, что управляющее напряжение на шестом 29 и пятом 28 светомодулирующих элементах возрастает, 5I а на четвертом 27. и третьем 2h снетомодулирующих элементах понижается, в результате фототок третьего фототранзистора 20 увеличивается, а четвертого фототранзистора 21 — умень- шается. Переменные составляющие токов третьего и четвертого фототранзисторов 20 и 21 составляют управляемый выходным напряжением источник вход-: ного тока х вх 2$ вых (4) Совместное встречно-параллельное включение управляемых в соответствии с (3) и (4) источников тока образует уравновешенный со стороны выходных клемм второй гиратор 17 трансформатора, Каскадно соединенные уранновешенный со стороны входных клемм первый оптоэлектронный гиратор 3 и уравновешенный со стороны выходных клемм второй оптоэлектронный гиратор 17 реализует оптоэлектронный гираторный трансформатор.

При выполнении устройства на. светоизлучающем диоде, жидкокристаллических снетомодулирующих элементах и фототранзисторах коэффициент трансформации и с высокой точностью (логpBUIHocTh (0,1Е) выражается через коэффициент пропускания оптического поглощающего фильтра (n = Ы,), а сопротивление потерь, характеризующее

КПД оптоэлектронного гираторного трансформатора оказывается достаточно низким, Предложенный оптоэлектронный гираторный трансформатор может работать как понижающим, так и повышающим, В последнем случае достаточно поменять местами подключения входные и выходные клеммы и его коэффициент трансформации будет ранен .п=1/К .

В качестве оптического поглощающего фильтра может быть использован дополнительный потенциально управляемый светомодулирующий элемент. При этом простым варьированием на нем напряжения смещения достигается установка требуемого коэффициента пропускания вС и, следовательно, упрощается процесс регулировки коэффициента трансформации трансформатора. Для увеличения верхнего предела частотного диапазбна согласования трансформатора вместо транзисторных фотоприемников и жидкокристаллических светомодулирующих элементов могут быть ис152О651

IIoJlh 3oRHHI I ОООтВРтГ твенно ОбратнО— смРщенные фОтОдиоды и Гpl нетОкРрами

Ч PCK HP C .Â Е ТОМОДУЛИРУМЩИ P. ЗЛРМРКТЫ, 5

Построение предлагаемого трансформатора исключительно на однородных, оптоэлектронных компонентах, включающих потенциально управляемые светомодулирующие элементы, позволяет упростить устройство, повысить технологичность его исполнения, обеспечить задание коэффициента .трансформации посредством единственного параметра коэффициента пропускания оптического поглощающего фильтра. При этом в гираторном трансформаторе достигается повышение точности коэффициента трансформации.

20 формула изобретения

Оптоэлектронный гираторный трансформатор, содержащий каскадно соединенные первый и второй гираторы с раз-25 ными проводимостями гирации, причем входы первого оптоэлектронного гиратора являются входами гираторного трансформатора, а выходы второго оптоэлектронного гиратора являются выхо-3р дами гираторного трансформатора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения регулировки коэффициента трансформации при сохранении стабильности последнего, введены светоизлучатель, генератор постоянного тока, а каждый оптоэлектронный гиратор содержит первый; второй, третий, четвертый, пятый, шестой фото— транзисторы, первый, второй, третий, 4р четвертьп, пятый, шестой светомодулирующие элементы, при этом в первом оптоэлектронном гираторе коллектор первого фототранзистора соединен с эмиттером пятого фототранзистора и с первой входной клеммой, эмиттер первого фототранзистора и коллектор пятого фототранзистора соединены соответственно с шинами первого и второго источников питания, эмиттер второго фототранзистора соединен с эмиттером

Ъ первого фототранзистора, а коллектор второго фототранзистора соединен с эмиттером шестого фототранзистора, коллектор которого соединен с шиной

55 второго источника питания, коллектор четвертого фототранзистора соединен с общей шиной, а эмиттер соединен с коллектором третьего фототранзистора и с выходом первого Опто. лек11)oIHIAI o I иратора, эмиттер треть<- го фотoтранзистора соединен с шиной третьего источника питания, коллектор второго фототранзистора соединен с второй входной клеммой, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой светомодулирующие элементы расположены между поглощающим оптическим фильтром и соответственно первым и шестым фототранзистором, вторым и пятым фототранзисторами, четвертым фототранзистором, третьим фототранзистором, а поглощающий оптический .фильтр установлен между светомодулирующими элементами и светоизлучателем, а первый, второй, третий, четвертый, пятый шестой светомодулипующие элементы включе1 ны параллельно соответственно четвертому, третьему, второму, пятому, шестому, первому фототранзисторам, а во втором оптоэлектронном гираторе эмиттер первого фототранзистора соединен с коллектором пятого фототранзистора и с первой выходной клеммой, коллектор первого фототранзистора и эмиттер пятого фототранзистора соединены соответственно с шинами четвертого и пятого источников питания, эмиттер второго фототранзистора соединен с коллектором шестого фототранзистора и с второй выходной клеммой, эмиттер шестого фототранзистора и коллекторы второго и четвертого фототранзисторов соответственно соединены с шинами пятого источника питания, коллектор четвертого фототранзистора соединен с общей шиной, а эмиттер соединен с входной клеммой второго оптоэлектронного гиратора и с коллектором третьего фототранзистора, эмиттер которого соединен с шиной третьего источника питания, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой светомодулирующие элементы расположены между первым и шестым, вторым и пятым, четвертым и третьим фототранзисторами, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой светомодулирующие элементы включены параллельно соответственно четвертому, третьему, пятому, второму,.шестому,,первому фототран зисторам, анод светоизлучателя соединен с шиной второго источника питания, а катод — с первым выводом генератора постоянного тока, второй вывод которого соединен с шиной первого источника питания.