Фотопреобразователь

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для регистрации оптического излучения. Цель изобретения - повышение точности преобразования оптического излучения. Для этого опорный генератор выполнен в виде гетеродина-смесителя 2, которому идентичен измерительный генератор 1. Устройство содержит МДП-фототранзистор 3, МДП-транзистор 4, двухзатворные МДП-транзисторы 5 и 6, конденсаторы 7-20, катушки индуктивности 21-27 и резисторы 28-33. Измерение интенсивности оптического излучения вызывает изменение емкости МДП-фототранзистора 3, что приводит к линейному изменению разностей частоты на выходе устройства. При этом термозависимое приращение частоты вычитается из полезного информационного сигнала. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 J 1 44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4450585/31-25 (22) 01.07.88 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Винницкий политехнический институт (72) В. С. Осадчук, С. И. Одобецкий, В. В. Стронский и В. И, Волынец (53) 621.383 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1052883, кл. G 01 J 1/44, 1983.

Заявка ФРГ № 3310379, кл. G 01 К 7/22, 1984. (54) ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно к устройствам для регистрации оптического излучения. Цель изобретения — повышение точÄÄSUÄÄ 1594356 A 1 ности преобразования оптического излучения. Для этого опорный генератор выполнен в виде гетеродина-смесителя 2, которому идентичен измерительный генератор 1. Устройство содержит МДП-фототранзистор 3, МДП-транзистор 4, двухзатворные МДПтранзисторы 5 и 6, конденсаторы 7 — 20, катушки индуктивности 21 — 27 и резисторы

28 — 33. Изменение интенс ивности оптического излучения вызывает изменение емкости МДП-фототранзистора 3, что приводит к линейному изменению разностной частоты на выходе устройства. При этом термозависимое приращение частоты вычитается из полезного информационного сигнала. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1594356

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к устррйствам для регистрации оптического излучения, и может быть использовано в качестве чувствительного элемента измерительного прибора, например в фотометре.

Цель изобретения — повышение точности преобразования оптического излучения.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема фотопреобразовател я.

Фотопреобразователь содержит измерительный генератор 1 и гетеродин-смеситель 2 включающие в себя МДП-фототранзистор 3, МДП-транзистор 4, первый двухзатворный

МДП-транзистор 5, второй двухзатворный

МДП-транзистор 6, первый †-четырнадцатый конденсаторы 7 — 20, первую †седьму катушки 21 — 27 индуктивности, первый— шестой резисторы 28 — 33. Выход устройства образован вторым выводом четырнадцатого конденсатора 20 и общей шиной. Соединение вторых выводов шестой катушки 26 индуктивности, седьмой катушки 27 индуктивности и первого вывода тринадцатого конденсатора 19 предназначено для подключения положительного полюса источника питания (не

Показан), отрицательный полюс которого

Подключается к общей шине. Первый затвор

Первого двухзатворного МДГ1-транзистора 5

Подключен к первому выводу первой катушки 21 индуктивности, истоку МДП-фототранзистора 3 и через третий конденсатор 9 к

Общей шине, второй затвор первого двухзатворного МДП-транзистора 5 подключен к первому выводу первого резистора 28 и через второй резистор 29 к общей шине, вто1)ые выводы первой катушки 21 индуктивности и первого резистора 28 подключены к первому выводу второй катушки 22 индуктивности и через второй конденсатор 8 к общей шине, сток первого двухзатворного

МДП-транзистора 5 подключен к первым выводам третьей катушки 23 индуктивности и седьмого конденсатора 13, затвору МДПфототранзистора 3 и через пятый конденсатор 11 к общей шине, исток первого двухзатворного МДП-транзистора 5 через параллельное соединение третьего резистора 30 и четвертого конденсатора 10 подключен к общей шине, сток МДП-фототранзистора 3 через первый конденсатор 7 подключен к общей шине, вторые выводы второй 22 и третьей 23 катушек индуктивности подклк)чены к первому выводу четвертой катушки 24 индуктивности и через шестой конденсатор 12 к общей шине. Указанные соединения образуют измерительный генератор 1, подключенный к гетеродину-смесителю 2, в котором первый затвор второго двухзатворного МДП-транзистора 6 подключен к первому выводу пятой катушки 25 индуктивности, истоку МДП-транзистора 4 и через десятый конденсатор 16 к общей шине, вто5 i0

55 рой затвор второго двухзатворного МДПтранзистора 6 подключен к первому выводу четвертого резистора 31, второму выводу седьмого конденсатора 13 и через пятый резистор 32 к общей шине, вторые выводы четвертой 24 и пятой 25 катушек индуктивности и четвертого резистора 31 подключены к первому выводу шестой катушки 26 индуктивности и через девятый конденсатор 15 к общей шине, сток второго двухзатворного

МДП-транзистора 6 подключен к первым выводам седьмой катушки 27 индуктивности и четырнадцатого конденсатора 20, затвору

МДП-транзистора 4 и через двенадцатый конденсатор 18 к общей шине, исток второго двухзатворного МДП-транзистора 6 через параллельное соединение шестого резистора 33 и одиннадцатого конденсатора 17 подключен к общей шине, сток МДП-транзистора 4 через восьмой конденсатор 14 подключен к общей шине, вторые выводы шестой 26 и седьмой 27 катушек индуктивности через тринадцатый конденсатор 19 подключены к общей шине.

МДП-фототранзистор 3 предназначен для преобразования приращения освещенности в изменение эквивалентной емкости цепи обратной связи измерительного генератора 1 на основе первого двухзатворного МДПтранзистора 5. Первый конденсатор 7 в цепи стока МДП-фототранзистора 3 предотвращает воздействие постоянной составляющей напряжения на канал МДП-фототранзистора 3, следствием чего является повышение коэффициента преобразования емкости.

МДП-транзистор 4 в схеме гетеродина-смесителя 2 включен аналогичным образом и выполняет при этом функцию термокомпенсирующего элемента, для чего его характеристики выбираются идентичными МДПфототранзистору. 3. Первая катушка 21 индуктивности и третий конденсатор 9 в цепи первого двухзатворного МДП-транзистора 5 образуют колебательный контур, резонансная частота которого зависит от величины эквивалентной емкости МДП-фототранзистора 3 и определяет выходную частоту измерительного генератора 1. Резисторы 28 — 30 предназначены для задания режима по постоянному напряжению первого двухзатворного МДП-транзистора 5. Пятый конденсатор 11 и третья катушка 23 индуктивности образуют резонансный контур для выделения разностной частоты на выходе измерительного генератора I. Вторая катушка 22 индуктивности и конденсаторы 8 и 12 образуют фильтр, предназначенный для уменьшения взаимного влияния контуров, четвертая катушка 24 индуктивности предназначена для разделения по цепи питания измерительного генератора 1 и гетеродина-смесителя 2, а конденсатор 13 служит выходом измерительного генератора 1.

Фотопреобразователь работает следующим образом.

1594356

20

45

Составитель E. Маколкин

Ред а кто р Н. Боб ко в а Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 2821 Тираж 428 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугвская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

В начальный момент времени измерительный генератор 1 и гетеродин-смеситель 2 находятся при определенной начальной температуре окружающей среды, кристалл

МДП-фототранзистора 3 находится под воздействием определенного светового потока, в результате чего на выходе устройства формируются гармонические колебания определенной частоты, равной разности частот измерительного генератора 1 и гетеродинасмесителя 2. Изменение интенсивности светового потока вызывает изменение эквивалентной емкости МДП-фототранзистора 3, которая состоит из емкости МДП-структуры исток †диэлектрик †за и емкости полупроводниковой структуры исток †кана сток, следствием чего является изменение резонансной частоты колебательного контура, образованного первой катушкой 21 индуктивности и параллельным соединением третьего конденсатора 9 со структурой исток †канал †МДП-фототранзистора 3 и первым конденсатором 7, а также изменение емкости обратной связи в цепи первый затвор — сток первого двухзатворного МДПтранзистора 3, что приводит к изменению частоты гармонических колебаний на выходе измерительного генератора 1, которые поступают на второй затвор второго двухзатворного МДП-транзистора 6 и вызывают линейное изменение частоты гармонических колебаний на выходе устройства, которая определяется разностью между резонансной частотой колебательного контура гетеродина-смесителя 2 (образованного пятой катушкой 25 индуктивности, конденсаторами

14 и 1б и структурой сток — канал — сток

МДП-транзистора 4) и выходной частотой измерительного генератора 1. При этом раз- 35 ностная частота образуется в результате смешения на втором двухзатворном МДПтранзисторе б и выделения резонансным контуром, образованным катушкой 27 индуктивности и конденсатором 18. Любое изменение температуры окружающей среды вызывает одинаковое приращение емкости МДПфототранзистора 3 и МДП-транзистора 4, вследствие чего термозависимое изменение частоты вычитается на выходе устройства и не влияет на результаты измерений.

Формула изобретения

1. Фотопреобразов атель, содержащий фотоприемник, первую катушку индуктивности и первый конденсатор, входящие в измерительный генератор, опорный генератор и преобразователь частоты, подключенный к выходам измерительного и опорного генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования опти, ческого излучения, опорный генератор и преобразователь частоты совмещены и -выполнены в виде гетеродина-смесителя, измерительный генератор содержит первый двухзатворный МДП-транзистор, три резистора, шесть конденсаторов и три катушки индуктивности, а фотоприемник выполнен в виде

МДП-фототранзистора, причем первый затвор первого двухзатворного МДП-транзистора подключен к первому выводу первой катушки индуктивности, истоку МДП-фотатранзистора и через третий конденсатор— к общей шине, второй затвор первого двухзатворного МДП-транзистора подключен к первому выводу первого резистора и через второй резистор — к общей шине, вторые выводы первой катушки индуктивности и первого резистора подключены к первому выводу второй катушки индуктивности и через второй конденсатор — к общей шине, сток первого двухзатворного МДП-транзистора подключен к первому выводу третьей катушки индуктивности, к седьмому конденсатору, являющемуся выходом измерительного генератора, к затвору МДП-фототранзистора и через пятый конденсатор — к общей шине, исток первого двухзатворного

МДП-транзистора через параллельно включенные третий резистор и четвертый конденсатор подключен к общей шине, сток МДПфототранзистора через первый конденсатор подключен к общей шине, вторые выводы второй и третьей катушек индуктивности подключены к первому выводу четвертой катушки индуктивности и через шестой конденсатор — к общей шине.

2. Фотопреобразователь по п. 1,. отличающийся тем, что гетеродин-смеситель выполнен на остове второго двухзатворного МДПтранзистора идентичным измерительному генератору, в котором МДП-фототранзистор заменен на МДП-транзистор, причем входом преобразователя частоты служит второй затвор второго двухзатворного МДП-транзистора.