Фотоприемное устройство

 

СОЮЗ COHETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1029262

З „Н 01 J 43/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I т / I (21) 3354270/18-21 (22) 12.11.81 (46) 15.07.83. Бюл. N 26 (72) B.М.Лутковский и В.И.Шуляк (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им.акад. А.H.Севченко (53) 621.383.292(088.8) (56) 1. Чурбаков А,В. Импульсные устройства с диодными оптронами.

М., "Энергия", 1980, с.26.

2. Авторское свидетельство СССР

И 720571, кл. Н 01 J 40/16, 1980 (прототип). (54)(57) ФОТОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее оптический вход, оптический светоделительный элемент, пер.вый и второй фотоэлектрические умножители, схему совпадения, входы которой соединены с выходами первого и второго фотоэлектронных умножителей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с Целью повышения помехоустойчивости фотоприемного устройства, в него введены усилитель-ограничитель, вход которого соединен с вы-. ходом первого фотоэлектронного умножителя, первую и вторую дифференцирующие цепочки,,входы которых соединены с выходом усилителя-ограничителя, дискриминаторы верхнего и нижнего уровней, входы которых соединены с выходами первой и второй дифферен-, цирующих цепочек соответственно, триггер, вход установки которого соединен с выходом дискриминатора верхнего уровня, а. вход сброса - с выхо- .а дом дискриминатора нижнего уровня, ® и ключ, вход которого соединен с вы" ходом триггера, а выход - с управляющим электродом-второго фотоэлектронного умножителя.

29262

10 l5

50

1 10

Изобретение относится к фотоприемным устройствам и может быть использовано для обнаружения световых сигналов малой интенсивности, которым предшествуют более интесивные сигналы..

Известны фотоприемные устройства, содержащие фотодатчик (фотодиод, фото элемент ), подключенный ко входу уси.лителя. Изменения обратного тока Фотодиода или ЭДС фотоэлемен та или фотодиода под воздействием переменного или импульсного (пульси- . рующего ) светового потока преобразовывается с помощью усилителя в соот.ветствующее переменное или импульсное напряжение (1 3.

Недостатком известных устройств является то, что в них режим работы, коэффициент усиления и общая работоспособность усилителя в значительной мере зависит от параметров, которыемогут изменяться в процессе эксплуатации - интенсивности постоянной фоновой засветки (то есть постоянной помехи 7фотодатчика, а также (зависящего от температуры )темнового тока фотодиода. Поэтому эксплуатационная надежность этих фотоприемных устройств низка.

Наиболее близок к изобретению фотоприемник,содержащий один оптический вход, два фотоэлектродных ум ножителя, оптический светоделительный элемент для расщепления входного светового потока на два пучка и схему совпадения, входы которой соединены с выходами фотоэлектронных умножителей. Входной световой поток, поступающий с оптического входа, падает непосредственно на светоделительный элемент и разделяется в нем на два пучка, после чего первый пучок попадает на фотокатод первого, а второй пучок - на фотокатод второго фотоэлектронных умножителей. При одновременном появлении сигнала на выходах первого и второго умножителей срабатывает схема совпадений, что является признаком появления входного светового. пото". ка 12 ). Недостатком известного фотоприемника является его низкая помехоустойчивость, так как в результате протекания больших токов через фотоэлектронные умножители их собственные шумы резко возрастают и в результате этого происходят ложные арабатывания схемы совпадений в течение длительного отрезка времени после прекращения действия мешающего светового импульса.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости Фотоприемника.

Укаэанная цель достигается тем, что в фотоприемник, содержащий оптический вход, оптический светодели-. тельный элемент, первый и второй фотоэлектронные умножители и схему совпадения, входы которой соединены с выходами первого и второго фотоэлектронных умножиетелей.,в него введены усилитель-ограничитель, вход которого соединен с выходом первого фотоэлектронного умножителя, первой и второй дифференцирующих цепочек, входы которых соединены с выходом усилителя-ограничителя, дискриминаторов верхнего и нижнего уровней, входы которых соединены с выходами первой и второй дифференцирующих цепочек соответственно, триггера, вход установки которого соединен с выходом дискриминатора верхнего уровня, а вход сброса - с выходом дискриминатора нижнего уровня, и ключа, вход которого соединен с выходом триггера, а выход - с управляющим электродом второго фотоэлектронного умножителя.

На фиг.1 приведена схема фотоприемного устройства; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие

его работу. фотоприемник содержит оптический вход 1, оптический светоделительный элемент 2, первый и второй фотоэлектронные умножители 3 и 11 соответственно, схему совпадений 5, усилитель-ограничитель 6, первые и вторые дифференцирующие цепочки 7 и 8, дискриминаторы верхнего и нижнего уровней 9 и 10 соответственно, триггер 11, ключ 12.

Буквами на фиг.2 обозначены сигна лы: с4 — входной световой поток; о - -на выходе первого фотоэлектронного умножителя; 6 - на выходе усилителя-ограничителя; ъ — на выходе первой дифференцирующей цепочки; д- на выходе дискриминатора верхнего уровня; е - на выходе дискриминатора нижнего уровня; ж - на выходе триггера; и - на выходе второго фотоэлектронного умножителя;К- на выходе схемы совпадений. но снижаются, в то время как на выходе первого фотоэлектронного умножителя после прекращения действия указанного светого импульса появляются шумовые послеимпульсы. БлагодаqR снижению шумов второго умножителя эти импульсы не приводят к срабатыванию схемы совпадений,что свидетель ствует о повышении помехоустойчнвос10 ти фотоприемного устройства к действию мешающих световых импульсов большой интенсивности.

Показателем повышения помехоустойчивости фотоприемного устройства слу15 жит величина временного интервала после действия мешающего импульса, по истечении которого может быть обнаружен полезный сигнал малой интенсивности. Минимальная величина

20 этого интервала определяется задержкой срабатывания ключа относительно спада мешающего светового импульса.

Его реально достижимая величина составляет около 10 с, в то время как

15 своиствен на большая вероятность ложных срабатываний в течение l0 "- 10 с, в результате появления послеимпульсов на выходах фотоэлектронных умножиЗо телей.

Предлагаемое фотоприемное устройство имеет более широкий динамический диапазон и более длительный срок эксплуатации, так как дополнительно введенные узлы обеспечивают защиту его от перегрузок. э 1029262 фотоприемное устройство функционирует следующим образом.

Входной световой поток, поступающий с оптического входа 1, расщепляется B оптическом светоделительном элементе 2 на два пучка, которые поступают на фотоэлектронные умножители 3 и 4. При этом сигналы на выходах фотоэлектронных умножителей появляются одновременно и в результате этого срабатывает схема 5 совпадений.В момент появления светового импульса большой интенсивности (фиг.2 ) сигнал первого фотоэлектронного умножителя 3, преобразованный усилителем-ограничителем 6 и продифференцированный цепочкой 7, вызывает срабатывание дискриминатора 9 верхнего уровня, в то время как после прекращения действия этого светового импульса - срабатывание дискриминатора нижнего уровня в момент появления отрицательного выброса на выходе дифференцирующей цепочки 8.

Сигналы срабатывания дискриминаторов 9 и 10 соответственно устанавливают и сбрасывают триггер 11, формируя на .его выходе импульс, длительность которого определяется длительностью указанного светового импульса ° Импульс с выхода триггера

11 при помощи ключа 12 запирает второй фотоэлектронный умножитель

4 на время действия этого импульса.

После запирания шумы второго фотоэлектронного умножителя значительВНИИПИ Заказ 4990/51

Чираж 703 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4