Оптоэлектрический коммутатор

Оптоэлектрический коммутатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(ОП ИСАНИЕ „„

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Со1Оз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.01.77 (21) 2438211/18-21

I (51) .М. Кл

Н 03 К 17/56

Н 03 К 17/78 с присоединением заявки ¹

Гасударственный комитет

Саавта Министров CKP по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано05.08.78.Бюллетень № 2g (45),. Дата опубликования описания 2, 01, то (53) УДК 621.382 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. A. Горохов, В. С. Рыбаков и В. Н. Петухов (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени электротехнический институт связи (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТАТОР

Изобретение относится к полупроводниковой автоматике и вычислительной технике, может найти применение, например, в оптоэлектронных линиях связи.

Известны оптоэлектронные коммутаторы, содержащие фотодиодный оптрон, соответствующие выводы светодиода которого соединены с выходом блока управления, а катод фотодиода соединен со входом усилителя (1).

Большая чувствительность таких коммутаторов к повышению под действием высокой температуры тока утечки фотодиода и деградации коэффициента передачи фотодиодного оптрона приводит к снижению их надежности.

Наиболее близок к предлагаемому оптоэлектронный коммутатор, содержащий два фотодиодных оптрона, соответствующие выводы светодиодов которых соединены с инверсным и неинверсным выходами блока управления, а точка соединения анода первого и катода второго фотодиодов связана со входом усилителя (2).

Этот коммутатор малонадежен вследствие высокой чувствительности к деградации коэффициента передачи фотодиодных оптронов под действием различных эксплуатационных факторов, например, высоких температур, длительной эксплуатации.

С целью повышения надежности в оптоэлектронный коммутатор, содержащий два фотодиодных оптрона, соответствующие выводы светодиодов которых соединены с инверсным и неинверсным выходами блока управления, а точка соединения анода первого и катода второго фотодиодов связана со входом усилителя, введены два полевых тран10 зистора с и и р каналами, истоки которых связаны с точкой соединения анода первого и катода второго фотодиодов, затворы — с точкой соединения катода первого и анода второго фотодиодов, стоки — с соответствующими шинами питания, а светодиоды оптро15 нов включены встречно-параллельно.

Блок управления содержит первый неинвертирующий усилитель, выход которого через резистор соединен с неинверсным выходом блока управления, вход — с его вхо20 дом и через инвертирующий усилитель — со входом второго неинвертирующего усилителя, выход которого соединен с инверсным выходом блока управления.

На фиг. 1 приведена схема оптоэлектронного коммутатора; на фиг. 2 — вариант по25 строения блока управления.

618851

Формула изобретения фиг. 1

Коммутатор содержит два фотодиодных оптрона 1, 2, соответствующие выводы светодиодов 3, 4 которых соединены с инверсным

5 и неинверсным 6 выходами блока управления 7. Точка соединения катода фотодиода 8 и анода фотодиода 9 связана с затворами полевых транзисторов 10 (с каналом и) и 11 (с каналом р), истоки которых связаны с точкой соединения анода первого и катода второго фотодиодов, затворы — с точкой соединения катода первого и анода второго фотодиодов, а стоки — с соответствующими шинами источчика питания 12. Выходом коммутатора является выход усилителя 13, вход которого подключен к точке соединения истоков полевых транзисторов.

Блок управления коммутатора содержит неинвертирующий усилитель 14, выход которого через резистор 15 соединен с неинверсным выходом блока управления. Вход этого усилителя соединен со входом блока управления и через инвертируюший усилитель

16 — со входом неинвертирующего усилителя 17, выход которого соединен с инверсным выходом блока управления.

Устройство работает следую. цим образом.

При низком потенциале на входе коммутатора на неинверсном выходе 6 блока управления 7 также присутствует низкий потенциал, а на инверсном выходе 5 — высокий потенциал. Фотодиод 8 освещен светодиодом 4, так как через этот светодиод протекает ток, величина которого определяется сопротивлением резистора 15. Светодиод 3 в этом случае смещен в обратном направлении, и фотодиод 9 затемнен. ФотоЭДС фотодиода 8 закрывает полевой транзистор 10. Полевой транзистор 11 открыт, входной электрод усилителя 13 подключен к отрицательному полюсу источника питания 12, напряжение на входе усилителя 13 равно нулю.

При поступлении ьа вход коммутатора высокого потенциала на неинверсном выходе 6 появляется высокий потенциал, а на инверсном 5 — низкий. Через светодиод

3 протекает ток, и фотодиод 9 освещается.

Светодиод 4 при этом смешается в обратном направлении, фотодиод 8 затемнен. ФотоЭДС фотодиода 9 закрывает транзистор 11.

Транзистор 10 открывается, выходной электрод усилителя 13 подключается к положительному полюсу источника питания 12, и уровень сигнала на выходе коммутатора изменяется.

Использование фотодиодов в режиме генератора фотоЭДС позволяет существенно повысить надежность оптоэлектронного коммутатора, так как величина фотоЭДС находится в логарифмической зависимости от величины потока излучения светодиодов и чувствительность коммутатора к деградации параметров светодиодов снижается.

Возможен и другой вариант построения устройства управления 7 (фиг. 2). Однако в этом случае для подключения светодиодов требуется не двухпроводная соединительная линия, а трехпроводная.

1. Оптоэлектронный коммутатор, содержащий два фотодиодных оптрона, соответствующие выводы светодиодов которых соединены с инверсным и неинверсным выходами блока управления, а точка соединения анода первого и катода второго фотодиодов связана со входом усилителя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены два полевых транзистора с п и р каналами, истоки которых связаны с точкой соединения анода первого и катода второго фотодиодов, затворы — с точкой соединения катода первого и анода второго фотодиодов, стоки — с соответствующими шинами питания, а светодиоды оптронов включены встречно-параллельно, 2. Коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что блок управления содержит первый

35 неинвертирующий усилитель, выход которого через резистор соединен с неинверсным выходом блока управления, вход — с его входом и через инвертирующий усилитель— со входом второго неинвертирующего усилителя, выход которого соединен с инверсным

40 выходом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Автономов В. А. и др. Быстродействующий оптоэлектронный переключатель.«Элект45 ронная техника», сер. 6, «Микроэлектроника», вып. 2, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 439921, кл. Н 03 К 17/78, 1973.

618851

Фиг. 2

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5

Филиал ПГ1П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Б. Федотов

Заказ 4274/47

Составитель Г. Кутний

Техред О. Луговая

Тираж 1086

Корректор М. Демчнк

Подписное