Регулируемая система фотоэлектрического преобразования

Регулируемая система фотоэлектрического преобразования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Соввтскик

Содиалистических

Республик (á1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.04.74 (21) 2015241/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.75. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 30.01.76 (51) М. Кл. G 05f 1/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР

По делам изобретений и открытий (53) УДК 535 247 4 (088.8) /72) Авторы изобретения

T. E. Замора, В. П, Маринец, Б. В. Осыка и А. А. Смердов

Физико-механический институт АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) РЕГУЛИРУЕМАЯ СИСТЕМА ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ПРЕОБРАЗОВАН ИЯ

Изобретение относится к системам автоматического регулирования фотоэлектрического преобразования.

Качество информационного сигнала в основном зависит от освещенности объекта и коэффициента усиления аппаратуры фотоэлектрического преобразования.

Работа известных регулируемых систем фотоэлектрического преобразования с использованием фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) основана на расширении динамического диапазона фотопреобразователя с помощью системы автоматического регулирования усиления (АРУ), стабилизирующей выходной сигнал с ФЭУ. Чаще всего в таких случаях выходной сигнал поддерживается на заданном уровне схемой, в которой источник питания

ФЭУ и регулирующий элемент включены последовательно, а коэффициент усиления ФЭУ изменяется автоматически в зависимости от величины освещенности путем регулирования напряжения питания его.

Такие устройства с АРУ поддерживают выходной ток с ФЭУ /о на постоянном уровне, независимо от величины светового потока F.

Величина же выходного сигнала не может превысить значения, определяемого верхним пределом диапазона изменения светового потока го и соответствующим ему напряжением питания ФЭУ Uo. Такие устройства расширяют

J,ilH3мический диапазон p360Tbl фотопреобразователя, но не позволяют поддерживать максимально возможный коэффициент усиления

ФЭУ для каждого значения светового потока.

Это свойство известных устройств с А1 У является существенным недостатком при работе со световыми потоками, изменяющимися в большом диапазоне, порядка 40 — 80 дб, так как при этом величина и качество информационного сигнала будут значительно меньшими по сравнению с максимально возможными.

Чем меньше величина светового потока F, падающего на фотокатод, тем больше разница между реализуемым известными устройствами коэффициентом усиления фотопреобразователя и коэффициентом усиления, полученным при нахождении рабочей точки на вершине линейного участка световых характеристик

ФЭУ. Это соответствует тому, что с увеличением напряжения питания ФЭУ возрастает максимально допустимая величина выходного тока умножителя.

В поисках возможностей устранения этого недостатка, была исследована зависимость максимально допустимого значения выходного тока ФЭУ при различных световых потоках от напряжения питания его и установлено, что для достижения максимального коэффициента усиления ФЭУ при изменении светового пото490106 ка напряжение питания ФЭУ должно изменяться по закону:

U„=0- Uo, где 0=1(gа — Р) — коэффициент изменениЯ 5 напряжения питания ФЭУ от светового ггогока, обеспечиваемый системой АРУ, стабилизирующей выходной ток ФЭУ па уровне Iв;

Uo — некоторое начальное напряжени - »i гания ФЭУ, соответствующее максимальному значеншо светового потока 1 о.

Используя эту зависимость, авторы разработали новое высокочувствптельное устройство с использован»ем ФЭУ. 15

В предлагаемой системе, состоящей из основного измерительного фотопреобразовательПОГО канала и вспомОГа re,1ьного, каждый из которых содер>кит последовательно соединенные фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), преобразователь напряжения, стабилизатор шггающего напряжения и схему сравнения опорного напряжения с напряжением на выходе ФЭУ, с целью повышения световой чувствительности измерительного канала выход 2стабилизатора шпающего напря>кения вспомогательного канала подключен к эмиттеру транзистора схемы сравнения измерительного канала.

1-1а чертеже дана блок-схема предлагаемой системы.

Световой поток Р преобразуется в электрический сигнал одновременно двумя каналами фотоэлектрического преобразования: основным — измерительным и вспомогательным, использующим для работы часть светового потока Е 1Са>кдый из каналов содержит ФЭУ 1 и источник питания его, который состоит из высоковольтного преобразователя напряжения 2 источника низкого напряжения (стабилизатора питающего напря>кения 3) и схемы

4 сравнения опорного напряжения с напряжением на выходе ФЭУ. Сигналом со схемы сравнения автоматически регулируется напряжение питания ФЭУ, а, следовательно, и его 45 коэффициент усиления. Опорное напряжение схемы сравнения вспомогательного канала постоянно (Ь,и снимается со стабилитрона Д).

Такая система ЛРУ обеспечивает стабилизацию выходного "îêà ФЭУ. В качестве опорно- -0 го напряжения схемы сравнения измерп тельного канала используется выходное напряжение источника низкого напряжения вспомога"ельного канала (Ур;,). Поэтому при уменьшении величины светового потока, падающего на 55 фотокатоды ФЭУ, увеличивается с помощью

ЛРУ напряжение на выходе источников низкого напряжения обоих каналов, а прирост этого напряжения во вспомогательном канале приводит к повышению опорного напряжения измерительного канала, в результате чего дополнительно увеличивается коэффициент усиления фотоэлектрического преобразователя измерительного канала, а тем самым и его чувствительность.

При исследовании в лаоораторных условия.: сравнительных характеристик чувствительности предложенного устройства и ранее известных устройств в диапазоне работы ФЭУ по свету 10 — лм — 10 лм получены следующие результаты, оформленные в виде таблицы.

Выходной сигнал. в в предложенном устройств известном ве устройстве

Световой поток, лм

10 — 4

10 — в

10 — в

10 — >

Эксперимент показал, что предложенное устройство при уменьшении освещенности его фотоэлектрического преобразователя на три порядка обладает световой чу.вствительностью в 2,5 раза выше по сравнению с известными устройствами.

Предмет изобретения

Регулируемая система фотоэлектрического преобразования, состоящая из основного измерительного фотопреобразовательного канала и вспомогательного, каждый из которых содержит последовательно соединенные фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), преобразователь напряжения, с Габилизатор питающего напряжения и схему сравнения опорного напря>кения с напряжением на выходе ФЭУ, отличающееся тем, что, с целью повышения световой чувствительности измерительного канала выход стабилизатора питающего напряжения вспомогательно-о канала подключен к эмиттеру транзистора схемы сравнения измерительного капала.

490106

Составитель В. Зверев

Техред M. Семенов

Корректор Т. Миронова

Редактор H. Коляда

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3368/10 Изд. М 1929 Тираж 869 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

1

1

1