Фазоимпульсный многоустойчивый элемент

Фазоимпульсный многоустойчивый элемент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ НИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 21.II.1967 (№ 1134930/26-24) Кл. 21ат, 37/66 с присоединением заявки №

Приоритет

МПК Н 03k

УДК 681.327.67(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 07Х.1968. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 24ХП.1968

Авторы изобретения В. П. Сигорский, С. В. Денбновецкий, А. А. Молчанов, М, П. Корицкий и А. М, Шарадкин

Киевский ордена Ленина политехнический институт

ФАЗОИМПУЛЬСНЫЙ МНОГОУСТОЙЧИВЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Известны фазоимпульсные многоустойчивые элементы (ФИМЭ), содержащие конденсатор и фотоприемники.

Предлагаемый элемент отличается от известных тем, что он содержит управляемый источник света и диод, соединенные последовательно и подключенные к источнику опорного напряжения и общей точке первого фотоприемника, второго фотоприемника и конденсатора, причем вторые зажимы первого фотоприемника и конденсатора подсоединены к плюсу источника питания, а второй зажим второго фотоприемника соединен с минусом источника питания, управляемый источник света оптически связан с первым фотоприемником, а второй фотоприемник оптически связан с источником опорных оптических импульсов.

Это позволяет повысить быстродействие элемента.

На фиг. 1 приведена общая блок-схема

ФИМЭ с оптическим входом и выходом; на фиг, 2 — временная диаграмма световых импульсов; на фиг. 3 — принципиальная схема

ФИМЭ.

Общая блок-схема фазоимпульсного элемента с оптическим входом и выходом, иллюстрирующая предлагаемый принцип функционального преобразования содержит накопитель 1, компаратор 2, схему сброса 8.

Последовательность периодических световых импульсов L» . нормированных по величине светового потока L и длительности т, поступает на накопитель. Каждый входной импульс L,„îáåñïå÷èâàåò приращение напряжения U на выходе накопителя на определенную величину AU. Как только это напряжение достигает уровня, соответствующего напряжению У„срабатывания компаратора 2, на выходе последнего появляется импульсный световой сигнал L,6, запускающий схему сброса, с помощью которой обеспечивается возврат напряжения на накопителе к первоначальному значению. При этом одновременно на выходе схемы сброса появляется выходной световой импульс L,„„.

Поскольку приращение напряжения на накопителе 1 по абсолютной величине невелико, то уровень напряжения срабатывания компаратора U,„äîñòïãàåòñÿ только после прихода на вход накопителя определенного числа импульсов, т. е. устройство в целом работает как дели тель частоты. Отношение частоты следования запускающих световых импульсов L, ê частоте следования световых импульсов на выходе схемы сброса фиксируется в результате нормирования входных импульсов по длительности и величине свето30 вого потока и определяется свойствами нако217465

3О

65 пптсля, à Tc",êæå урсвнсм срабатывания компаратора.

Известно, что выходные импульсы каждого делителя частоты следования импульсов могут совпадать с одним из и запускающих импульсов (и — коэффициент деления). Если использовать опорную последовательность световых импульсов той же частоты, что и световых импульсов на выходе схемы сброса, то состояние многсустойчивого элемента будуT различаться сдвигом фазы световых импульсов на выходе схемы сброса по отношению к импульсам опорной последовательности L „.

В качестве источника последний может быть использован такой же делитель частоты.

Естественно, что опорная последовательность

L,„должна быть общей для всех многоустойчивых элементов, используемых совместно. Количество устойчивых состояний элемента равно коэффициенту деления и.

На фиг. 2,а представлены входные световые импульсы L на 2,б — опорная последовательность L,„; на фиг. 2,в,г,д — также импульсы L „,, на выходе многоустойчивого элемента в различных состояниях.

Принципиальная схема оптоэлектронного фазоимпульсного многоустойчивого элемента, соответствующая описанной блок-схеме, представлена на фиг. 3.

В качестве накопителя используется конденсатор 4, заряженный от источника 5 постоянного напряжения Е, через фотоприсмнпк 6, сопротивление которого изменяется под воздействием импульсов светового потока L,„ . Компаратором является диод 7, управляемый источник света 8 служит индикатором равенства опорного напряжения U,„ и напрян ения на фотоприемнпкс 6 и вырабатывает в момент выполнения этого равенст7 ва импульсы светового пото", с.,г, и L

Первый и з них предназначен для запуска схемы сброса, в качестве которой применен фотоприемник 9, а импульс L„„является выходным импульсом устройства.

Пусть при отсутствии входных импульсов

LÄ, подаваемых от внсшнсго генератора световых импульсов, конденсатор 4 не заряжен. При этом напряжение на фотоприемнике б равно напряжению питания Е, и диод 7 заперт. Ток в управляемом источнике света

8 равен нулю, и световые потоки Lñ6 и Lobrx отсутствуют. Сопротивление фотоприемников б и 9 при этом велико. Каждый из периодической последовательности входных световых импульсов L„, нормированных по длительности и по вел чине светового потока и подаваемых на фо-,оприемник 6, приводит к появлению импульса тока в этом фотоприемнике. При этом конденсатор заряжается до напряжения AU, величина которого пропорциональна амплитуде импульса тока и его длительности. В свою очередь указанные параметры импульса тока определяются соответственно величиной светового импульса

L„, его длительностью т и параметрами фотоприемника б. Одноврсмсш.о íà T) же величину ЛУ уменьшается напряжение U на фотоприемнике 6. При достижении напряжением U величины U,„äèîä 7 отпирается.

Импульс тока фотоприемника б, появляющийся при поступлении очередного импульса

L„, всзоуждает управляемый источник света 8, и на его выходе появляются импульсы светового потока L,„„и L,<. Последний из них, воздействуя на фотоприемник 9, изменяет скачком его сопротивление и приводит к разряду конденсатора 4 через малое сопротивление фотоприемника 9. При этом напряжение U на фотоприемнике б принимает свое первоначальное значение, равное приближенно величине питающего напряжения

Е, . В результате диод 4 запирается, и процесс накопления импульсов начинается вновь.

Зффективность оптической связи в рассмотренной схеме фазоимпульсного многоустойчивого элемента определяется эффективностью фотоэлектрического преобразования: электрический сигнал — световой сигнал — электрический сигнал. Последняя обусловлена характеристиками применяемых управляемых источников света с одной стороны и характеристиками фотоприемников с другой. В настоящее время наиболее перспективными управляемыми источниками света в оптоэлектронике следует считать электролюминесцентные ячейки (ЗЛЯ), выполненные на инжекционных диодах, являющихся приборами с токовым управлением. Из фотоприемников наибольшее распространение находят управляемые фотодиоды, фотосопротивления и управляемые световыми сигналами токовые ключи. B предлагаемом устройстве реализация схемы сброса 3 наиболее целесообразна на управляемых световыми импульсами токовых ключах с малым внутренним сопротивлением в открытом состоянии и достаточно высоким быстродействием.

Таким образом, использование фотоэлектр l0cKOI O преобразования, где световой луч выполня .т функции управляющего звена и элемента связи, для построения фазоимпульсных элементов позволяет получить ряд преимущсств псред существующими многоустойчивыми элементами. Очень важным, например, является тот факт, что оптическая связь, введенная в электрическую цепь, позволяет осуществить полную электрическу.ю развязку входа и выхода системы, При этом электрическое состояние выхода не сказывается на электрическом состоянии входа. В результате сравнительно просто осуществляется согласование высокоомных и низкоомных, высоковî Iüòíûõ и низковольтных, высокочастотных и низкочастотных цепей, что является проблемой для устройств с индуктивной или гальванической связью.

При оптической связи реализуется однонаправленная передача сигнала, что исключает влияние управляемого элемента на управляющий. При этом представляется воз217465 о- Ьг.2

+Eo

° 4 + Пи

1 g

Юб/;

Фиг. 3

Составитель В. А. Субботин

Редактор О. Д. Привезенцева Техред P. М. Новикова Корректоры: С. Ф. Гоптаренко и А. П. Васильева

Заказ I971 3 Тираж 530 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 можным строить каждое из звеньев системы независимо от остальных.

Наконец, применение оптической связи открывает широкие возможности для микроминиатюризации подобных схем.

Предмет изобретения

Фазоимпульсный многоустойчивый элемент, содержащий конденсатор, фотоприемники, отлича ощийся тем,, что, с целью увеличения его быстродействия, он содержит управляемый источник света и диод, соединенные поб

Ъ х г <а»

8 8ит следовательно и подключенные к источнику. опорного напряжения и общей точке первого фотоприемника, второго фотоприемника и конденсатора, причем вторые зажимы первого фотоприемника и конденсатора подсоединены к плюсу источника питания, а второй зажим второго фотоприемника соединен с минусом источника питания, управляемый источник света оптически связан с первым фотоприемником, а второй фотоприемник оптически связан с источником опорных оптических импульсов.