Устройство формирования напряжения смещения для лавинного фотодиода

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для формирования напряжения смещения лавинного фотодиода. Цель изобретения - повьппение точности температурной компенса1Д1И коэффициента преобразования лавинного фотодиода. В устр-во введены третий усилитель 8 с регулируемым коэффигшентом усиления с блоком 11 управления с N входами, блоки 10.1-10.N сравнения, блок 9 источников опорных напряжений с N выходами, Устр-во содержит также датчик 2 температуры на полупроводниковом диоде, источники 3 и 5 опорного напряжения, дифференциальные усилители 4 и 6 с фиксированным коэффициентом ус.иления. Выход усилителя 6 соединен с выводом для подключения лавинного фотодиода 7, а вход датчика 2-е выводом для подключения источника 1 питания. Обе-§ спечивается более точно термокомпенсация коэффициента преобразования фотодиода 7. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дй q Н 03 F 1/ЗО

OllHCAHNE ИЗОБРЕТЕНИ (, "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО:ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4218361/24-07 (22) 30. 12.86 (46) 23. 10.88. Вюл. М 39 (72) В.Л. Зарецкий, Л.Я. Костенко, А.N. Ктитор ов и В.А. Поудияйнен .(53) 621.383(088.8) (56) Носов Ю.Р. и др . Оптроны и их применение. М.: Радио и связь, 1981, Патент Японии N - 60-94511, кл. Н 03 F 1/30, 1985, (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ ДЛЯ ЛАВИННОГО ФОТОДИОДА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для формирования напряжения смещения лавинного фотодиода, Цель изобретения повьппение точности температурной ком„„SU ÄÄ 1432725 A 1 пенсации коэффициента преобразования лавинного фотодиода. В устр-во введени третий усилитель 8 с регулируемым коэффициентом усиления с блоком

11 управления с N входами, блоки

10. 1-10. N сравнения, блок 9 источников опорных напряжений с N выходами.

Устр-во содержит также датчик 2 температуры на полупроводниковом диоде, источники 3 и 5 опорного напряжения, дифференциальные усилители 4 и 6 с фиксированным коэффициентом усиления.

Выход усилителя 6 соединен с выводом для подключения лавинного фотодиода

7, а вход датчика 2 — с выводом для подключения источника 1 питания. Обе- щ спечивается более точно термокомпенсация коэффициента преобразования фо- Ц ф тодиода 7. 2 ил.

1432725

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для формирования напряжения смещения лавинного фотодиода.

Цель изобретения — повышение точности температурной компенсации коэффициента преобразования лавинного фотодиода.

На фиг, 1 представлена функцио нальная схема устройства; на фиг. 2 график зависимости напряжения смеще1 ния фотодиода от температуры (для N = 1, где N — число блоков сравне,ния). l5

Устройство содержит источник 1

1 питания, датчик 2 температуры на по::лупроводниковом диоде, имеющем теп, ловой контакт с лавинным фотодиодом, первый источник 3 опорного напряже- 2p

,.ния, первый дифференциальный усили тель 4 с фиксированным коэффициентом . усиления, второй источник 5 опорного напряжения, вт ор ой диффер енциальный

,.усилитель 6 с фиксированным коэффи- 25 циентом усиления, лавинный фотодиод

7, третий усилитель 8 с регулируемым коэффициентом усиления, блок 9 источников опорных напряжений с N выходами, N блоков 10(-10 g сравнения, блок

11 управления коэффициейтом усиления третьего усиления 8. Причем вход дат чика 2 подключен к источнику 1, а выход — к инвертирующему входу усилите, ля 4, неинвертирующий вход которого соединен с первым источником 3 опор ного напряжения, второй источник S опорного напряжения соединен с инвертирующим входом второго усилителя 6, выход которого соединен с фотодиодом

7, а неинвертирующий вход — с выходом третьего усилителя 8, неинвертирующий вход которого соединен с выходом первого усилителя 4, а инвертирующий вход — с выходом блока 11, входы кото-45 рого соединены с соответствующими выходами блоков 10„- 10< .сравнения, неинвертирующие входы которых соединены с соответствующими выходами блока 9 источников опорных напряжений, а инвертирущщие входы — с выходом датчика 2 температуры фотодиода 7.

Полупроводниковый диод датчика 2 может подключаться к источнику 1, например, через резистор. Первый усилитель 4 выполнен с инвертированием управляющего сигнала, а усилители 6 и 8 без инвертирования. Блоки сравнения 10 выполнены в виде компаратора. Блок 11 управления содержит N ключевых элементов, которые по сигналу от блоков сравнения скачкообразно изменяют коэффициент передачи усилителя 8. Значение напряжения первого источника 3 устанавливается равным напряжению на полупроводниковом диоде датчика 2 при начальной температуре То. Значения напряжений блока 9 источников устанавливаются соответственно равными значениями напряжений на полупроводниковом диоде при температурах, соответствующих точкам перегиба зависимости напряжения U смещения фотодиода 7 от температуры

Т (фиг. 2) .

Устройство работает следующим образом.

При увеличении температуры фотодиода 7 уменьшается напряжение на полупроводниковом диоде датчика 2, поступающее на инвертирующий вход усилителя 4. Это вызывает увеличение напряжения kra выходе усилителя 4, которое усиливается усилителями 8 и 6 в соответствии с их коэффициентами передачи и подается на фотодиод 7 (фиг, 2, зависимость U о ) .

В результате изменится режим работы фотодиода .7 и увеличится коэффициент преобразования фотодиода 7, который понижается при увеличении температуры. При достижении температурой Т значения Т;, соответствую-. щего точке перегиба, напряжение на выходе датчика 2 достигает напряжения i-ro опорного источника блока

9, срабатывает i-й блок 10 сравнения и формирует сигнал на i-ом входе блока 11 управления, который дискретно увеличивает коэффициент передачи усилителя 8. В результате напряжение на выходе усилителя 6 изменяется сильнее (фиг. 2), зависимость U п и обеспечивается более точно термокомпенсация коэффициента преобразования фотодиода 7, значение которого задается значением напряжения источника 5 при температуре Т, за счет кусочно-линейной аппроксимации зависимости напряжения смещения фотодиода 7 путем дискретного изменения коэффициента передачи усилителя 8 в точках, задаваемых значениями напряжений опорных источников блока 9 соответствующим температурам аппроксимации. Точ" ность поддержания коэффициента преобразования фотодиода определяется раз1432725 ностью напряжений АП, и 3U > между требуемым напряжением Б „ и получаемым напряжением U „„ в начале

Т„ „ и конце Трон температурного диапазона (фиг. 2).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в несколько раз (в 2 раза при N = 1, в 5 раз при N =

2 и в 15 раэ при N = 3) повысить точность термокомпенсации коэффициента преобразования лавинного фотодиода

Формула изобретения

Устройство формирования напряжения смещения для лавинного фотодиода, содержащее датчик температуры на полупроводниковом диоде, имеющем тепловой контакт с фотодиодом, первый и второй источники опорных напряжений, первый и второй дифференциальные усилители с фиксированным коэффициентом усиления, причем вход датчика соединен с выводом для подключения источника питания, а выходс инвертирующим входом первого усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с первым источником опорного напряжения, второй источник опорного напряжения соединен с инвертирующим входом второго усилителя, выход которого соединен с выводом для подключения фотодиода, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повыщения точности температурной компенсации

5 коэффициента преобразования фотодиода, в него введены третий усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, переключающий блок управления коэффициентом усиления третьего усилителя с N входами, блок различных по уровню источнйков опорных напряжений с N выходами, М " блоков сравнения, причем выходы блока различных по уровню источников опорных напряжений соединены соответственно с неинвертирующими входами блоков сравнения, инвертирующие входы которых соединены с выходом датчика, а выхо20 ды — с соответствующими входами переключающего блока управления, выход которого соединен с инвертирующим входом третьего усилителя с регулируемым коэффициентом усиления, неинвер25 тирующий вход которого соединен с выходом первого усилителя, а выход с неинвертирующим входом второго усилителя, при этом уровни опорных напряжений выбирают из условия сохранеg0 ния постоянным коэффициентом передачи . лавинного фотодиода при изменении его температуры.

1432725

Мах, 4Llng

Тнач

Составитель В. Есин

Техред М.Дидык

Корректор Г. Решетник

Редактор С. Патрушева

Заказ 5461/52 Тирах 929 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Il3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4