Оптоэлектронный переключатель

 

Изобретение относится к области цифровой оитоулектроииой те.чники. Может быть использовано в логически.х элементах, коммутатора.х, триггера.х, кодирующих устройствах . Цель изобретения - повышение быстродействия достигается введением в оитолектроииый переключатель преобразовате- , 1Я 9 напряжения в ток с сун1ественно не- .1И11с11ной передаточной характер и CTHKOI I, KOH;-i.eiicaTopa 10 и резистора 11. УстрО11ство также содержит светодиод 1, оптически связанный с фотодиодом 2, вход 3, источники постоянного напряжения 4 и 12, выходной л(.м тр01ппз1Й переключатель 5, нулевого потенциала 6, в.ход 7, выход 8. В описании изобретения нриводится схема преобразовате.1я 9. В1зп олненпого на биполярных транзисторах . 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л ьо со QO О) фиг.;

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1234961 (5g 4 Н 03 К 17/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ /

l с (54) ОПТОЭ;1ЕКТРОННЫЙ ПГРЕК 1К)ЧАТЕЛЪ (57! Изобретение относится к области цифровой оптоэлектроппой техники. Чож T быть (21) 3833239/24-21 (22) 30.12.84 (46) 30.05.86. Бюл. № 20 (72) Н. Г. Абрамов, М. И. Карпушип.

Ю. Р. Носов и А. Г. Гидоров (53) 621.382 (088.8) (56) Гейг Г., Эванс !Т, и др. Применение оптоэлектронных приборов / Пер. с апгл. Ч.:

Радио и связь, 1981, с. 126, рис. 3 26.

Авторское свидетельство Г(.(.Р № 856006, кл. Н 03 К 17/78, 980. использовано в логических элементах, коммутаторах, триггерах, кодируюгцих устройствах. 1(ель изобретения — повышение быстродействия достигается введением в оптов,гектроиный переключатель преобразователя 9 папряхкеиия в ток с сушественно пе,1HlH йиой передаточной характерис1икой, копдецсатора !О и резистора 11. Устройство та каке Годерхкит сВет01под 1, oIITHHñски сBHзаHIII!II с Фотодиодом 2, ВХОД 3, источ!IHки гостояипого напряжеиия 4 и 12, выходной лсктроппый переключатель 5, шину и левого ног llllиа lа 6, вход 7, выход 8. В описании изобретения приводится схема преобразоваI<. п1 9, В Illo1HeHHo! о на биполярных транзисторах. 1 З.ll. Ф-,1ы. 2 H.1.!

2349(>1

2О

4О

56

Изобретен> с о1но. игся к цифровой оптоэлектронной техHHH. и мож "T быть использовано в логических элем, птах, коммутаторах, триггера х. кодир к> щи х устройствах.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг.1 предстanлена схема пре. Ialacмого оптоэлектронного переключателя.

Входной диодный оптроп содержит споТодиод 1, ОИTически связан llыи с фотодио— дом 2. Управление светодиодом 1 осуществляется Ilo входу 3, фотодиод 2 смещен в обратном направлении источником 4 постоянного поло>кительного напряжения. Выходной электронный переключатель 5, соединенный с шиной 6 нулевого потенциала, управляется по входу 7 и формирует выходной сигнал на выходе 8. В устройство введены преобразователь 9 напряжения в ток с суп1ествс Hllo нелинейной передаточной характеристикой, конденсатор 10 и резистор 11.

Неинвертирующий вход преобразователя 9 соединен с вторым источником 12 постоянного положительного напряжения.

Оптоэлектронный переключатель работает следуюгцим образом.

При отсутствии сигнала управления на входе 3 светодиод 1 не возбужден, фотодиод 2 не освещен и не создает заметного фотбтока, выходной электронный переключатель 5 выключен. Потенциал инвертирующего входа преобразователя 9, который определяется падением напряжения во вхо I,non цепи переключателя 5 и на резисторе 11, близок к нулю и ниже потенциала неинвертирующего входа преобразователя 9 (в таком режиме преобразователь 9 не создает заметного выходного тока).

При подаче сигнала управления на вход 3 и возбуждении светодиода 1 освещенный фотодиод 2 создает фототок, поступающий через параллельно соединенные конденсатор

10 и резистор 11 во входную цепь переключателя 5. Начинается процесс включения этого переключателя. В ходе процесса увеличивается входной потенциал переключателя 5 (Ha входе), кроме того, по мере зарядки конденсатора 10 возрастает падение напряжения на резисторе 11. Как только потенциалы инвертирук>щего и неинвертируюгцего входов выравниваются, преобразователь 9 создает в выходHQH цепи значительный ток и тем самым резко прекращает отбор фототока во входную цепь переключателя 5. Преобразователь 9 выполняет функции токоотводящего элемента с четко определенными пороговыми свойствами.

Процесс повьппения напряжения на инвертиру>ощем входе пре >бразователя 9 суммируетт ряд факторов, дсйстьую щих 13 определенной последовательности. Снача la разность потенциалов на обкладках конденсатора 10 не изменяется и увеличение напряжения на инвертируюгцем входе преобразователя 9 отражает лишь процесс повыIHåHèÿ напряжения на входе 7, т. е. процесс и факт включения элемента 5.

Скорость изменения напряжения на обклà IKax Коп. >енсатора 10 пропорциональна уровню фототока 11. ЕvlKocTb конденсатора

10 выбирают таким образом, чтобы напряжение на инвертирующем входе преобразователя 9 достигало порогового значения, как только выходной потенциал устройства (на выходе 8) изменится до нового логического

) ровня (во включенном состоянии) .

В качестве преобразователя 9 (фиг.1) целесообразно использовать два биполярных транзистора, соединенных по схеме Дарлингтона. Схема предлагаемого оптоэлектронного переключателя с таким преобразователем показана на фиг.2. Преобразователь 9 (фиг.1) выполнен на биполярных транзисторах 13 и 14 (фиг.2).

Предлагаемый оптоэлектронный переключатель (фиг.2) действует следующим образом.

При отсутствии сигнала управления на входе 3 (фиг.2) светодиод 1 не возбужден, фотодиод 2 не освещен и не создает фототока, переключатель 5, биполярные транзисторы 13 и 14 выключены. При освещении фотодиода 2 включается переключатель

5 и непрерывно повышается потенциал на базе транзистора 14. Как только этот потенциал достигает порогового значения, транзисторы 14 и 13 отпираются и в их коллекторных цепях создается значительный ток, резко прекращающиЙ отбор фототока во входную цепь переключателя 5.

Формула изобретения

1. Оптоэлектронный переключатель, содержащий входной диодный оптрон, катод фотодиода которого подключен к шине первого источника напряжения, и выходной электронный переключатель, orличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены преобразователь напряжения в ток с нелинейной передаточной характеристикой, конденсатор и резистор, причем инвертирующий вход и выход преобразователя напряжения в ток, один вывод конденсатора и один выгод резистора соединены с анодом фотодиода, неинвертирующий вход преобразователя напряжения в ток соединен с шиной второго источника напряжения, вторые выводы конденсатора и резистора соединены с входом электронного переключателя.

2. Переключатель по п.1, отличающийся тем, что преобразователь напряжения в ток с нелинейной передаточной характеристикой выполнен на двух биполярных транзисторах, соединенных по схеме Дарлингтона, причем база первого, эмиттер и коллектор второго биполярных транзисторов являются соответствеHHo инвертирующим и неинвертирующим входами и выходом преобразователя напряжения в ток.

1234961

12 (Pub. 2

Составитель. !. Скобелева

Редактор A. Лежнина Текред И. Всрсс Корректор Е. Рошко

3 а к аз 2705/5 7 Тираж 8(0 (!одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! (3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4