Фотоприемное устройство

 

ФОТОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее оптический вход, опФический светоделительный элемент, первый и второй фотоприемные блоки, схему совпадения и ключ, оптический вход соединен с входом оптического светоделительного элемента, первый и второй выходы которого оптически связаны с входами первого и второго фотоприемных блоков,. выход первого фотоприемного блока Соединен с первым входом схемы совпадения , управляющий вход второго фотоприемного блока соединен с выходом ключа, а выход - с вторым входом схемы совпадения, отличающееся тем, что, с целью растирения динамического диапазона и повышения помехоустойчивости устройства , в него введены компаратор, элемент задержки, вторая схема совпа дения и схема объединения, причем выход первого фотоприемного блока через последовательно соединенные компаратор и первый вход второй схемы совпадения соединен с первым входом схемы объединения, а через элемент задержки - с вторым входом второй схемы совпадения, выход компаратора соединен с входом ключа, а выход первой схемы совпадения соединен с вторым входом схемы объединения , выход которой является выходом устройства.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

SU„,1Î88Î93

3(51) Н 01 J 43 30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ П:ЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPHTHA (21) 3557059/18-21 (22) 28.02.83 (46) 23.04.84. Бюл. У 15 (72) В.И.Иванов, Н.И.Шух, M.В.Свинтилов и В.В.Басов (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. акад. А.Н.Севченко (53) 621.385(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 481084, кл. Н 01 J 40/14,3.05.76.

2. Авторское свидетельство СССР

В 1029262, кл. 3 Н 01 7 43/30, 1981 (прототип), (54)(57) ФОТОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее оптический вход, оптический светоделительный элемент, первый и второй фотоприемные блоки, схему совпадения и ключ, оптический вход соединен с входом оптического светоделительного элемента, первый и второй выходы которого оптически связаны с входами первого и второго фотоприемных блоков, выход первого фотоприемного блока соединен с первым входом схемы совпадения, управляющий вход второго фотоприемного блока соединен с выходом .ключа, а выход — с вторым входом схемы совпадения, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона и повышения помехоустойчивости устройства, в него введены компаратор, элемент задержки, вторая схема совпа дення и схема объединения, причем выход первого фотоприемного блока через последовательно соединенные компаратор и первый вход второй схемы совпадения соединен с первым входом схемы объединения, а через элемент задержки — с вторым входом второй схемы совпадения, выход компаратора соединен с входом ключа, а выход первой схемы совпадения соединен с вторым входом схемы объединения, выход .которой является выходом устройства. ю

08809

15

30

40

55

1 1

Изобретение относится к фотоприемным устройствам и может быть использовано в системах обнаружейия световых сигналов широкого динамического диапазона.

Известно устройство, содержащее

ФЭУ с реэисторным делителем напря- жения и транзисторный регулируемый делитель с йсточником смещения, подключенным к катоду ФЭУ Е1Д.

Недостатком известного устройства является необходимость использования трансформатора для передачи управляющего напряжения из анодной цепи

ФЭУ к источнику смещения, что требует модуляции постоянной составляющей анодного тока, а для стабилизации чувствительности требуется ис пользование стабилизированного источника питания.

Наиболее близким к изобретению является фотоприемное устройство, содержащее оптический вход, два фотоприемных блока, оптический Светоделительный элемент и схему совпадения, входы которой соединены с выходами фотоприемных блоков, выход первого фотоприемного блока соединен с первым входом схемы совпадения, управляющий вход второго фотоприемного блока соединен с выходом ключа, а выход — с вторым входом схемы совпадения 52 ).

Недостатком известного устройства является малый динамический диапазбн и малая помехоустойчивость. Эти недостатки обусловлены тем, что в известном устройстве обнаружение сигналов как большой, так и малой интенсивности осуществляется по одному и тому же критерию, а именно по,совпадению их временного положения на выходах первого и второго фотоприемных блоков. Это приводит к тому, что для исключения потери сильных сигналов на выходе устройства, второй фотоприемный блок во время приема сильных сигналов не должен быть полностью заперт, что приводит к увелИчению числа индуцированных шумовых импульсов, а соответственно к ухудшению помехоустойчивости устройства. В противном случае, т.е. когда во время приема сильных сигналов в уерой фотоприемный блок полностью заперт, информация о данных сигналах на выходе устройства полностью теряется. Таким образом, в известном устройстве тре3 2 бования по одновременному обеспечению широкого динамического диапазона и высокой помехоустойчивости являются взаимопротиворечивыми и не выполняются, Целью изобретения является расширение динамического диапазона и повышение помехоустойчивости фотоприемного устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее оптический вход, оптический светоделитель. ный элемент, первый и второй фотоприемные блоки, схему совпадения и ключ, оптический вход соединен с входом оптического светоделительного элемента, первый и второй выходы которого оптически связаны с входами первого и второго фотоприемных блоков, выход первого фотоприемного блока соединен с первым входом схемы совпадения, управляющий вход второго фотоприемного блока соединен с выходом ключа, а выход — с вторым входом схемы совпадения, введены компаратор, элемент задержки, вторая схема совпадения и схема объединения, причем выход первого фотоприемного блока через последовательно соединен ные компаратор и первый вход второй схемы совладения соединен с.первым входом схемы объединения, а через элемент задержки — с вторым входом второй схемы совпадения, выход компаратора соединен с входом ключа, а выход первой схемы совпадения соединен с вторым входом схемы объединения, выход которой является выходом устройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит оптический вход 1, оптический светоделительный элемент 2, первый и второй фотоприемные блоки 3 и 4 соответственно, элемент 5 задержки, компаратор 6, ключ 7, первую 8 и вторую 9 схемы совпадения, схему 10 объединения, причем выход первого фотоприемного блока 3 соединен с первым входом схемы 8 совпадения, управляющий вход второго фотоприемного блока 4 соединен с выходом ключа 7, а выход — с вторым входом схемы 9 совпадения.

Фотоприемное устройство работает следующим образом.

Входной световой поток с оптического входа 1 расщепляется в оптическом светоделительном элементе

8093 4 тогда, когда выходной сигнал блока

3 меньше порогового напряжения и т.е. когда интенсивность входного светового сигнала мала. В этом случае выходной сигнал компаратора 6 закрывает схему 9 совпадения, открывает схему 8 совпадения и посредством управления ключом 7 открывает блок 4, т.е. включает его также в режим обнаружения. При этом выходные сигналы фотоприемного блока

4 в момент их совпадения с выходными сигналами фотоприемного блока 3 селектируются схемой 18 совпадения и схемой 10 объединения (элемент ИЛИ) на выход устройства. Так как во время приема сильных сигналов фотоприемный блок 4 полностью заперт, то интенсивность шумовых послеимпульсов на его выходе очень мала, которые к тому же практически полностью подавляются схемой 8 совпадения благодаря их случайному временному положению по отношению к шумовым послеимпульсам фотоприемного блока 3.

Таким образом, предлагаемое устройство.позволяет осуществить обнаружение как сильных, так и слабых сигналов при высокой помехоустойчивости. При этом, динамический диапазон устройства на базе ФЭУ- t28 составляет не менее 10 . Одновременно достигнуто укрощение и повышение надежности. устройства за счет

35 сокращения общего числа элементов устройства и исключению из него таких аналоговых элементов как усилителя-ограничителя двух дифференциаторов, двух дискриминаторов благо 4О даря новой структурной организации устройства.

3 108 на два пучка, которые поступают на входы фотоприемных блоков 3 и 4. В

1 зависимости от интенсивности прини маемых сигналов выходные сигналы фотоприемного устройства определяются сигналами с выхода фотоприемного блока соответственно 3 и 4.

При этом первый фотоприемный блок 3 работает в режиме обнаружения сильных сигналов, т.е. когда соотношение сигнал/шум велико, а второй фотоприемный блок 4 раббтает в режиме измерения слабых сигналов, когда это соотношение мало. Адаптация алгоритма работы устройства основана на том, что выходной сигнал фотоприемного блока 3 непрерывно сравнивается на компараторе 6 с заданным пороговым напряжением, которое определяет максимально допустимое значение интенсивности входного сигнала по входу фотоприемного блока 4 для обеспечения высокой вероятности правильного обнаружения слабых сигналов, т.е. уровень порогового напряжения выбирается так, чтобы интенсивность шумовых импульсов фотоприемного бло. ка 4 была мала. При этом, если выходной сигнал блока 3 больше поро-, гового напряжения Оп, то на выходе компаратора 6 формируется управляю. щий сигнал, разрешающий селекцию входного сигнала элементом 5, схемами 9 и 1 0 на выход устройства.

Элемент 5 обеспечивает компенсацию времени задержки срабатывания компаратора 6 для надежной селекции входного сигнала схемой 9 совпадения. На время выполнения данного условия фотоприемный блок 4 полностью заперт и открывается только

Заказ 2684/51 Тираж 683

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Парфенов

Редактор В. Иванова Техред Т.Фанта Корректор Л. Пилипенко