Устройство для регистрации излучения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„sv„„» (51) 4 G 01 Х 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3724623/24-25 (22) 10.04.84 . (46) 15.09.85. Бюл. У 34 (72) Е. И. Чернов (53) 621.383 (088;8) (56) Гришин М, П. и др. Автоматический ввод и обработка фотографических изображений на ЭВМ, М.: Энергия, 1976, с. 52.

ГаЛьперин М. В. Введение в схемотехни ку. М.: Энергия, 1982, с. 58.

Авторское свидетельство N" 1122899, кл. G 01 1 1/44, 1983. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРА—

ЦИИ ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащее фотодиод, операционный усилитель, инвертирующий вход которого через первый резистор соединен с корпусной шиной и через второй резистор — с его выходом и с входом схемы запоминания уровня, электронный ключ, подключенный к его входу источник питания, элемент задержки, к входу которого и к управляющему входу схемы запоминания уровня подключен генератор тактовых импульсов, к иеинвертирующему входу операционного усилителя подсоединен анод фотодиода, катод кэторого подключен к корпусной шине, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия регистрации слабых потоков излучения, в устройство введены дополнительный фотодиод, оптически связанный с ним светодиод, триггер, схем. сравнения, дополнительный источник питания, подключенный к одному из входов схемы сравнения, другой вход которой подключен к выходу операционного усилителя, а выход схемы сравнения — к одному иэ входов установки "0" триггера, другой вход установки "0" соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход установки "1" — с элементом задержки, а выход триггера подключен к управляющему входу электронного ключа, выход которого соединен со светодиодом, подключенным к корпусной шине, а дополнительный фотодиод включен между входами операционного усилителя.

1179109

Изобретение относится к устройствам для регистрации потоков излучения и может быть использовано в аппаратуре для считывания полутоновых изображений в ЭВМ.

Цель изобретения — повышение быстродействия регистрации слабых потоков излучения, На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит фотодиод 1, операци- !О онный усилитель 2, первый резистор 3 и второй резистор 4, схему 5 запоминания уровня, электронный ключ 6, источник 7 питания, элемент 8 задержки, генератор 9 тактовых импульсов, дополнительный фото- 15 диод 10, светодиод 11, триггер 12, схему

13 сравнения и дополнительный источник

14 питания, Анод фотодиода 1 подключен к неинвертируюшему входу операционного усилителя 2, а его катод — к корпусной 2р шине. Инвертируюший вход усилителя 2 через резистор 3 подключен к корпусной шине и через резистор 4 — к выходу усилителя, который также подключен к входу схемы 5 запоминания уровня и к одному 25 входу схемы 13 сравнения, другой вход которой подключен к источнику 14 напряжения, а выход — к одному из входов установки "0" триггера 12, вход установки

"1" которого подключен к выходу элемента

8 задержки, а выход — к одному входу электронного ключа 6. Генератор 9 тактовых импульсов (ГТИ) подключен к управляюше-. му входу схемы 5 запоминания уровня, к другому входу установки "0" триггера 12

35 и к входу элемента 8 задержки. Другой вход электронного ключа 6 подключен к источнику 7 напряжения, а выход — к аноду светодиода 11, катод которого подключен к корпусной шине. Светодиод 11 опти40 чески связан с дополнительным фотодиодом

10, катод которого подключен к неинвертируюшему входу усилителя 2, а анод— к его инвертируюшему входу.

Устройство работает следующим образом.

Изобретение позволяет значительно повысить скорость регистрации слабых потоков излучения фотодиодом.

Подписное

Тираж 897

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

При включении устройства выходной импульс ГТИ 9 устанавливает триггер 12 в

"0". Без этой операции триггер 12 в момент включения оказался бы в неопределенном состоянии (или "0", или "1" на его выходе) и алгоритм работы устройства был бы нарушен. По выходному импульсу ГТИ 9 схема 5 запоминания уровня осуществляет временную выборку выходного напряжеВНИИПИ Заказ 5651/39 ния усилителя 2. Эта операция служит для устранения динамической погрешности, обусловленной установлением напряжения на фотодиоде 1. Выходной импульс ГТИ 9, задержанный элементом 8, устанавливает триггер 12 в состояние "1". Задержка введена для того, чтобы к моменту установки триггера 12 в "1" схема 5 запоминания уровня была заперта. С появлением на выходе триггера 12 сигнала электронный ключ 6 подключает источник 7 напряжения к аноду светодиода 11, который начинает излучать световой поток, падаюший на дополнительный фотодиод 10, в котором возбуждается фототок, который начинает разряжать емкость ° фотодиода 1. Величину этого фототока, которая задается напряжением источника 7, выбирают в несколько раз большей максимального внутреннего фототока фотодиода 1 (во внешней цепи фототок фотодиода 1 практически не протекает, так как фотодиод нагружен на большое входное сопротивление операционного усилителя), соответствующего максимальному измеряемому световому потоку. В этом случае даже при максимальном световом потоке, падающем на фотодиод 1, фототок фотодиода 10 будет разряжать емкость фотодиода 1. В момент времени, ког- . да напряжение на выходе усилителя 2 становится равным напряжению на выходе источника 14 . (при минимальном исследуемом излучении), срабатывает схема 13 сравнения и по ее выходному сигналу триггер 12 устанавливается в "0". При этом электронный ключ 6 отключает светодиод 11 от выхода источника 7, излучение светодиода 11 пропадает. Так как между дополнительным фотодиодом 10 и светодиодом !1 существует только оптическая связь, то в моменты включения и выключения светодиода 11 паразитный заряд в емкость (базу) фотодиода 1 не вносится. В результате напряжение на фотодиоде 1 и для малых значений световых потоков устанавливается только за счет его нарастания до уровня, определяемого текущим значением потока излучения, и дополн,тельного времени на рассасывание паразитного заряда не требуется. Все это приводит к сушественному повышению быстродействия регистрации слабых потоков излучения фотодиодом.