Светочастотный преобразователь
Патент 976305
Авторы
Классы МПК
Светочастотный преобразователь
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ к лвто скомь саидительств
Союз Севетсиив
Социал истичвсииа
Ресщбяии п>976305
I (51}М. Кл.
G 01 J 1/44 (53) УЙК 621 ° 383 (088.8) (61) Дополнительное к авт, свнд-ву(22) Заявлено 17. 04. 80 (2 l )2912100/18-25 с присоединением заявки .%9вударстеоиыв вшвитет
CCCP юф дэлаи ввбретекяй в аткрытвв (23) ПриоритетОпубликовано 23.11.82. Бюллетень № 43
Дата опубликования описания 23 ° 1 1. 82 (72) Авторы изобретения
Г.И.Крупецкий и Э.В.Орловский (71) Заявителй (4) СВЕТОЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ го
Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано в оптоэлектронных приборах, в системах обработки сигналов фотоэлектрических датчиков, в схемах
5 электронных затворов фотокамер, т.е. там, где необходимо преобразование светового потока в электрический сигнал.
Один из известных светочастотных преобразователей содержит фатодиод и симметричный мультивибратор 13.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является светочастотный преобразователь, содержащий два фотодиода и симметричный мультивибратор, выполненный на двух . транзисторах, эмиттеры которых сое"
4 динены с общей шиной источника питания, коллекторы соединены каждый со своим резистором, второй вывод которого соединен с шиной источника питания, и неинвертирующим входом компаратора, инвертирующие входы
2 которых соединены с выходом реэистивного. делителя, вход которого соединен. с шинами источника питания,причем выход каждого компаратора через резистор соединен с шиной источника питания и с одной обкладкой одного из двух конденсаторов 1.2 ).
Недостаток известного устройства заключается в большой погрешности преобразования низких уровней осве-. щенности:из-за напичия темнового тока фотодиода, так как становятся соизмеримыми величины фототока и темнового тока, т.е. величина полезного сигнала, характеризующего освещенности, и величина помехи, на фоне которой должен выделяться полученный сигнал.
Цель изобретения -. расширение диапазона преобразования в сторону малых освещенностей.
Эта цель достигается тем, что в светочастотный преобразователь, содержащий два фотодиода и симметрич-, 976305 ный мультивибратор, выполненный на двух транзисторах, эмиттеры которых соединены с общей шиной источника питания, коллекторы соединены каждый со своим резистором, второй вывод которого соединен с шиной источника питания, и неинвертирующии входом компаратора, инвертирующие входы которых соединены с выходом резистивного делителя, вход которого сое- 1 динен с шинами источника питания, причем выход каждого компаратора через резистор соединен с шиной ис-точника питания и с одной обкладкой одного из двух конденсаторов, введены два усилителя-повторителя, между входом и выходом. которых включено по одному фотодиоду,- причем вы; ход каждого усилителя-повторителя, соединен с базой одного из транзисторов, а входы -с второй обкладкой одного из конденсаторов.
На чертеже показано предлагаемое устройство.
Устройство содержит транзисторы
1 и 2, компараторы 3 и 4, резисторы
5-10. Фотодиоды 11 и 12, конденсато ры 13 и 14, операционные усилители
15 и 16, включенные как усилителиповторители.
Схема светочастотного преобразователя представляет собой симметричный мультивибратор, в левом и правом плече которого находлтсф соответственно транзисторы 1 и 2, включенные по схеме с общим y,". иттерoм. Коллекторы транзисторов 1 и 2 подключены соответственно к неинвертирующим входам . компараторов 3 и 4 и через соответ-. ствующие нагрузочные резисторы 7 и
8 - к шине источника питания. Инвер" тирующие входы компараторов 3 и 4 обоих плеч преобразователя объедине" ны и подключены к выходу резистивного делителя напряжения, образованного резисторами 9 и 10, включенных ..3 между плюсом и минусом источника питанйя. Выходы компараторов 3 и 4 подключены через соответствующие конденсаторы 13 и 14 к анодам фотодиодов 12 и 11 и входам усилителейповторителей 15 и 16 противоположных плеч. Катоды фотодиодов 11 и 12 подключены к выходам усилителей-повторителей 15 и 16. Операционные усилители . 15 и 16 охвачены 1003 отрицательной обратной связью, которая образована соединением инвертирующих входов с выходаии. Выходы операционных усилителей 15 и 16 подключены к базам соответственно транзисторов 1 и 2.
-Устройство работает следующим образом.
Пусть s какой-то момент времени транзистор 1 открывается, а транзистор 2 закрывается. Следовательно, на выходе компаратора 3 установится нулевой потенциал, так как на его в инвертирующем входе потенциал, заданный резистивным делителем 9 и 10 больше, чем потенциал на неинвертирующем входе, который равен потенциалу на коллекторе открытого транзистора
1. На выходе компаратора 4 установится высокий положительный потенциал, так как на его инвертируюц|ем входе потенциал ниже, чем .на неинвертирующем входе, который равен потенциалу э коллектора закрытого транзистора 2., Начнется процесс перезарядки конденсаторов 13 и 14. Конденсатор 13 переэаряжается фототоком фотодиода 12 по цепи: катод-анод фотодиода 125 конденсатор 13 - выход компаратора 3— минус источника питания; Конденсатор
14 перезаряжается током с выхода компаратора 4 по цепи: выход компаратора 4 - конденсатор 14 — в прямом направлении фотодиод 11 — переход база-змиттер открытого транзистора
1-минус источника питания. По мере . заряда конденсатора 13 током фотодио- да 12 положительный потенциал на той
35 обкладке конденсатора 13, которая подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя 16 (операционные усилители 15 и 16 за счет 1004 . отрицателной обратной связи работают
Щ
< как повторители j, и в какой-то момент времени откроет транзистор 2,и на выходе компаратора 4 появится нулевой потенциал. При переключении компаратора 4 конденсатор 14 подключится той обкладкой, на кото45 рой в процессе заряда был положительный потенциал к минусу источника питания, а следовательно, на неинвертирующем входе операционного усилителя 15 появится отрицательный
50 потенциал по отношению к минусу источника питания. Это приведет к закрыванию транзистора 1 и на выходе компаратора 3 появится высокий положительный потенциал. Теперь током фотодиода будет перезаряжаться конденсатор 14, а током с выхода коипаратора - конденсатор 13. В связи с
1 симметричностью схеиы преобраэоватеФормула изобретения
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент Великобритании м Н 1268879, кл. G 01 J 1/44; опублик.
1971.
2. Патент ФРГ Н 2450615, кл. G 01 J 1/44, опублик. 1978 (прототип).
Составитель А.Чурбаков
Редактор Л.Гратилло Техред Л.Пекарь К рр р о екто М.Демчик т
Заказ 8993/69 Тираж 887 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий
4 г
113035, Москва, М-35, Раушская наб., д. 4/>
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 97630 ля процесс перезарядки конденсаторов аналогичен описанному.
Предлагаемое изобретение позволяет с высокой точностью и линейностью осуществлять преобразование малых уровней освещенности в электрический сигнал.
Светочастотный преобразователь, содержащий два фотодиода и симметричный мультивибратор, выполненный на двух транзисторах, эмиттеры которых 15 соединены с общей шиной источника питания, коллекторы соединены каждый со своим резистором, второй вывод которого соединен с виной источника .питания, и неинвертируюции входом компаратора, инвертирующие входы которых соединены с выходом резистивного делителя, вход которого сое.динен с шинами источника питания, 1
5 Ь причем выход каждого компаратора через резистор соединен с шиной источника питания и с одной обкладкой одного из двух конденсаторов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона преобразования в сторону малых освещенностей, в него введены два усилителя-повторителя, между входом и выходом которых включено по одному фотодиоду, причем выход каждого усилителя-повторителя соединен с базой одного из транзисторов, а входыс другой обкладкой одного из конденсаторов.