Фотоприемное устройство
Сущность изобретения: устройство содержит последовательно соединенные двойной БИСПИН-фотоприемник, блок управления , блок счетчиков, блок дешифраторов и блок индикации. В фотоприемник введены два одновибратора, а в блок управления-управляемые ключ и генератор, блок запуска управляемого генератора и формирователя сигналов опроса, сброса, пускаизмерения, счета управления, разрешения счета и индикации, дифференцирующая цепочка . 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕHHOE ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4936372/25 (22) 21.02.91 (46) 07.04.93. Бюл. М 13 (71) Научно-исследовательский институт "Дельта" (72) С.С. Степанов и В.Д. Фролов (56) Ваттметр поглощаемой оптической мощности -ОМ3-66. Техническое описание М 1.401,062.TO. Устройство контроля мощности излучения лазеров — ИМЛИ вЂ” 3. Электронная промышленность. 1990, hk; 7, с. 18. О.Д. Кнаб и др. Применение БИСПИН— структур.-Электронная промышленность. 1989, % 9, с. 28. Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в фотометрии. Целью изобретения является повышение стабильности показаний, расширение динамического диапазона, повышение надежности устройства в целом. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема заявленного устройства; на фиг:2 — функциональная электрическая схема фотоприемника; на фиг. 3- функциональная электрическая схема блока управления. Устройство содержит последовательно соединенные фохоприемник 1, блок 2управления, счетчик 3, дешифратор 4 и индикатор 5, причем фотоприемник 1 состоит из двойного БИСПИН-приемника 6 на открытом БИСПИН-элементе 7 и затемненном БИСПИН-элементе 8, первого источника тока 9, второго источника тока 10, первого и второго блоков 11 и 12 частотной коррекции, пер,»5U 1807319 А1 (54) ФОТОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО. (57) Сущность изобретения: устройство содержит последовательно соединенные двойной БИСПИН вЂ” фотоприемник, блок управления, блок счетчиков, блок дешифраторов и блок индикации. В фотоприемник введены два одновибратора, а в блок управления-управляемые ключ и генератор, блок запуска управляемого генератора и формирователя сигналов опроса, сброса, пускаизмерения, счета управления, разрешения счета и индикации, дифференцирующая цепочка. 3 ил. вого резистора 13 нагрузки, второго резистора 14 нагрузки, первого усилителя 15, второго усилителя 16, первого одновибратора 17, второго одновибратора 18, причем первый и второй источники 9 и 10 соответственно тока состоят каждый из полевого транзистора 19 и 20 соответственно, исток которого соединен с выходом соответствующего источника 9 и 10 тока, затвор каждого полевого транзистора 19 и 20 соединен с входом соответствующего источника 9 и 10 тока, а сток каждого полевого транзистора 19 и 20 подключен к потенциометру 21 и 22 соответственно регулирующему напряжеwe. Формирователь 2 сигналов управления состоит из первого элемента 23 совпадения, входы которого соединены с соответствующими входами блока 2 управления и соответствующими входами управляемого ключа 24, выход которого соединен с пер- . вым входом формирователя 53 сигналов счета, выход элемента 23 совпадения соеди1807319 нен с первым входом блока 25.запуска генератора, выход которого соединен с входом управляемого генератора 26, первый выход которого соединен с первым входом формирователя 27 сигнала опроса выход которого соединен с вторым входом формирователя 52 сигнала счета, третьим входом управляемого ключа 24 и первым входом формирователя 28 сигнала разрешения счета и индикации, первый выход которого соеди- 10 нен с первым входом формирователя 29 сигнала сброса и вторыми входами формирователей 52 и 53„а второй выход через дифференцирующую цепочку 31 с выходом "Е" блока управления 2, а выход формиро- 15 вателя 30 сигнала пуска-измерения соединен с входом .разрешения формирователя 29 сигнала сброса, а также формирователь 52 сигнала управления. Кроме этого, управляемый ключ 24 содержит первый и второй 20 элементы И вЂ” НЕ 33 и 34 соответственно, первый элемент 32 НЕ, второй элемент 35 совпадения, формирователь 53 сигнала счета содержит первый элемент 36 И, формирователь 52 сигнала управления содержит 25 второй элемент 37 И, формирователь 27 сигнала опроса содержит первый D-триггер 38, формирователь 28 сигнала разрешения счета и индикации содержит второй D-триггер 39, формирователь 29 сигнала сброса содер- 30 жит двоичный счетчик 40 и третий элемент 41 совпадения, формирователь 30 сигнала пуска-измерения содержит третий D-триггер 42, двухпозиционную кнопку 51, первый и второй резисторы 54, 55 соответственно, 35 блок запуска 25 содержит четвертый и пятый О-триггеры 43 и 44 соответственно, а управляемый генератор 26 содержит микросхему 45, переменный и постоянный конденсаторы 46 и 47 соответственно, квар- 40 цевый резонатор 48 и первый и второй резисторы 49 и 50 соответственно. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии свет на открытый 45 БИ СПИН-элемент 7 фотоприемника 1 не попадает или он меньше порогового уровня. Частоты напряжений, вырабатываемые открытым и затемненным БИСПИН-элементами 7 и 8 соответственно. равны. Они 50 задаются токами от соответствующих управляемых источников 9 и 10 соответственно, Конденсаторы блоков 11 и 12 частотной коррекции служат для выравнивания накло- 55 на ватт-частотной характеристики открыто.го и затемненного БИСПИН-элементов 7 и 8 соответственно. Усиленные импульсы с выходов первого и второго усилителей 15 и 16 соответственно поступают на соответствующие первый и второй одновибраторы 17 и 18 соответственно, на выходах которых формируются импульсы одинаковой длительности и амплитуды. Когда на открытый БИСПИН-элемент 7 поступает свет мощностью выше пороговой, на нагрузочном резисторе 13 вырабатывается сигнал частотой, пропорциональной мощности падающего света, а именно большей, чем на нагрузочном резисторе 14 затемненного БИСПИН-элемента 9. Следовательно, на выходах первого и второго одновибраторов 17 и 18 соответственно так же вырабатываются импульсы с частотами, отличными друг от друга, В исходном состоянии первый элемент 23 совпадения пропускает на четвертый 0триггер 43 блока 25 запуска генератора импульсы с первого и второго входов блока 2 управления. По первому импульсу на инверсном выходе четвертого D-триггера 43 уровень лог, "0" поступает на пятый D-триггер 44, на прямом выходе которого в этот-момент присутствует уровень лог. "0", а на инверсном соответственно — уровень лог. "1". По второму импульсу на С-входе четвертого 0-триггера 43 последний переходит в исходное состояние, то есть íà его инверсном выходе устанавливается уровень лог. "1", при этом пятый 0-триггер 44 по положительному фронту на его С-выходе меняет свое состояние, то есть на его прямом выходе устанавливается уровень лог. "1", что препятствует дальнейшему изменению состояния четвертого D-триггера 43, а уровень лог. "0" на инверсном выходе пятого 0-триггера 44 разрешает запуск управляемого генератора 26 на микросхеме 45. На выходе А микросхемы 45 вырабатываются импульсы с частотой fi типа меандр, а на выходе F2 вырабатываются импульсы частотой fz. Первый 0-триггер 38 делит частоту поступающих на его С-вход импульсов на два, то есть на его прямом выходе формируются импульсы с периодом Т =1/1 и скважностью два. Этот сигнал поступает на управляемый ключ 24 и проходит через него при наличии уровней лог. "1" на входе первого элемента 32, выполняющий функцию НЕ, и на втором входе первого элемента 34 И-НЕ, что выводит блок 2 управления из режима ожидания, так как на Я-входах первого, второго, третьего, четвертого и пятого О-триггеров и Rвходе счетчика 40 появляется уровень лог. "0". Под воздействием светового излучения изменяется частота импульсов на выходе открытого БИСПИН-элемента 7, следовательно, за единицу времени количество им1807319 работы — генератор, источники питания и преобразователи уровней. По сравнению с 20 25 того в прототипе отсутствуют блоки управления, счета и индикации, что приводит к 30 40 55 пульсов на первом входе блока 2 управления будет больше, чем количество импульсов на втором входе блока 2 управления. Счетчик 40 формирует сигнал сброса. Третий D-триггер 42 формирует сигнал пуска-измерения при нажатии на двухпозиционную кнопку 51. Блок 3 счетчиков состоит из реаерсивных двоично-десятичных счетчиков и определяет разницу в количестве импульсов на вышеуказанный входах блока 2 управления. Далее посредством блоков 4 и 5 индикации эта разница индицируется. Блок 4 дешифраторов состоит иэ микросхем дешифраторов двоично-десятичного кода в семисегментный код. Блок 5 индикации содержит жидкокристаллическую индикаторную панель и узлы обеспечения ее прототипом предложенное устройство имеет на 2 порядка меньшую дискретность в представлении информации; упрощенную схему фотоприемной части: отсутствие дросселей, резистора связи, дополнительного (третьего) источника тока, транзисторного ключа все это позволяет повысить надежность устройства и стабильность его показаний. Кроме необходимости подключать на выход устройства дополнительные узлы, либо счетное устройство — частотомер, с возможностью синхронизации от фотоприемной части. Предложенное устройство, являясь фактически законченным фотометрическим прибором имеет на порядок меньшую себестоимость по сравнению с аналогичными серийно выпускаемыми приборами.Формула изобретения 1. Фотоприемное устройство, содержащее последовательно соединенные фотоприемник и блок управления, причем фотоприемник состоит из открытого и затемненного БИСПИН-элементов, расположенных на одной подложке; первого и второго источников тока, первого и второго блоков частотной коррекции, первого и второго усилителей и первого и второго резисторов нагрузки, включенных между общей шиной и запирающим выводом соответствующего БИСПИН-элемента, причем выходы первого и второго источников тока объединены, их входы соединены с управляющими выводами соответственно открытого и затемненного БИСПИН-элементов, вход первого усилителя соединен с запирающим выводом открытого БИСПИН-элемента, а блок управления содержит элемент совпадения, выходы которого соединены с 10 50 соответствующими входами блока управления, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, в устройство введены последовательно включенные блок счетчиков, блок дешифраторов и блок индикации, входы блока счетчиков подключены к соответствующим выходам блока управления, в фотоприемник введены первый и второй одновибраторы, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго усилителей, вход второго усилителя подключен к запирающему выводу затемненного БИСПИН-элемента, омические выводы открытого и затемненного БИСПИН-элементов подключены к положительной шине питания, первый и второй блоки частотной коррекции включены между общей шиной и управляющими выводами открытого и затемненногоо БИ СПИ Н-элементов соответственно, выходы источников тока и усилителей подключены к положительной шине питания, а выходы первого и второго одновибраторов— к соответствующим выходам фотоприемника, в блок управления введены управляемый ключ, управляемый генератор, блок запуска управляемого генератора и формирователя сигналов опроса, сброса, пуска-измерения, счета, управления, разрешения счета и индикации, а также дифференцирующая цепочка, причем первый и второй выходы управляемого ключа подключены к соответствующим входам элемента совпадения, вход управления управляемого ключа подключен к выходу формирователя сигнала onроса, входу формирователя сигнала разрешения счета и индикации, а также к информационному входу формирователя сигнала управления, информационный вход формирователя сигнала счета подключен к выходу управляемого ключа, выходы формирователей сигнала счета и сигнала управления подключены к соответствующим выходам блока управления, а вход управления формирователя сигнала управления подключен к входу управления формирователя сигнала счета и к первому выходу формирователя сигнала разрешения счета и индикации и входу сброса формирователя сигнала сброса, выход элемента совпадения подключен к информационному входу блока запуска, выход которого подключен к входу управляемого генератора, а вход сброса подключен к входам сброса формирователей сигналов опроса и разрешения счета и индикации, выход формирователя сигнала сброса подключен к соответствующему выходу блока управления, первый выход управляемого генератора подключен к информационному входу формирователя 1807319 сигнала опроса, а-второй выход - к информационному входу формирователя сигнала сброса, выход формирователя сигнала пуска, измерения подключен к входу разрешения формирователя сигнала сброса, а второй выход формирователя сигнала разрешения счета и индикации через дифференцирующую цепочку подключен к соответствующему выходу блока управления, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что управляемый ключ содержит первый и второй элементы И вЂ” НЕ, элемент . НЕ и элемент совпадения, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И-НЕ, второй вход подключен к выходу второго элемента И-НЕ, первый вход первого элемента И вЂ” НЕ подключен к первому входу управляемого ключа, второй вход которого подключен к первому входу второго элемента И вЂ” НЕ, а входуправления управляемого ключа подключен к второму входу первого элемента И-НЕ и через элемент НЕ— к второму входу второго элемента И-НЕ, выход элемента совпадения подключен к .выходу управляемого ключа. 3, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что формирователь сигнала счета выполнен в виде элемента И, первый вход которого подключен к информационному входу формирователя сигнала счета, второй вход — к входу управления формирователя сигнала счета, а выход — к выходу формирователя сигнала счета. 4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что формирователь сигнала управления выполнен в виде элемента И, первый вход которого подключен к информационному входу формирователя сигнала управ- ления, второй вход — к входу управления формирователя сигнала управления, а выход — к выходу формирователя сигнала управления. 5. Устройство пб п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что формирователь сигнала опроса выполнен в виде О-триггера, S-вход которого подключен к общий шине, 0-вход — к его инверсному выходу, С-вход — к информационному входу формирователя сигнала опроса, R-вход подключен к входу сброса формирователя сигнала опроса, а неинвертирующий выход- к выходу формирователя сигнала опроса 6. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что формирователь сигнала разрешения счета и индикации выполнен в виде О-триггера, инверсный выход которого подключен к его 0-входу и второму выходу формирователя сигнала разрешения счета и индикации, S-вход — к общей шине, Свход — к информационному входу формирователя. сигнала разрешения счета и индикации, R-вход подключен к входу сброса формирователя сигнала разрешения счета и индикации, а неинвертирующий выход — к 5 первому выходу формирователя сигнала разрешения счета и индикации. 7. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что формирователь сигнала сброса содержит элемент совпадения и двоичный 10 счетчик, счетный вход которого подключен к информационному входу формирователя сигнала сброса, вход сброса подключен к входу сброса формирователя сигнала сброса, выход — к первому входу элемента совпа-, 15 дения, второй вход элемента совпадения, подключен к входу разрешения формирователя сигнала сброса, выход которого подключен к выходу элемента совпадения. 8.Устройство поп.1,отл ича ю щее20 с я тем, что формирователь сигнала пуска-измерения содержит двухпозиционную кнопку и О-триггер, R-входы которого подключены соответственно к нормально замкнутому и нормально разомкнутому выводам двухпо25 эиционной кнопки, переключаемый вывод двухпозиционной кнопки подключен к общей шине, 0- и С-входы 0-триггера подключены к общей шине, а инверсный выход .D-триггера - к выходу формирователя сиг30 нала пуска-измерения. 9. Устройство по п.1 ° отл и ч а ю щ еес я тем, что блок запуска генератора сбдержит два D-триггера, S-входы которых подключены к общей шине, С-вход первого 35 D-триггера подключен к информационному входу блока запуска генератора, R-вход — к . неинвертирующему выходу второго D-триггера, О-вход подключен к его инверсному выходу и C-входу второго О-триггера, R-вход 40 которого подключен к выходу сброса блока запуска генератора, à D-вход — к его инверсному выходу и выходу блока запуска генератора. 10. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е45 с я тем, что управляемый генератор содержит микросхему генератора-делителя, первый и второй резисторы, первый и второй конденсаторы и кварцевый резонатор, первый вывод которого подключен к 2-входу 50 микросхемы, через первый резистор — к 2выходу микросхемы и через второй конденсатор — к общей шине, второй вывод кварцевого резонатора подключен через второй конденсатор к общей шине и через 55 второй .резистор — к Z-выходу микросхемы, вход Ю которой подключен к плюсовой шине, вход R2 — к входу управления управляемого генератора, а выходы А и Рз подключены соответственно к первому и второму выходам управляемого генератора. 1807319 bnnw J7gff лм лм уарабления сцегпиикоВ деширроморо цндикожора8 + En кварцевого резонатора подключен через второй конденсатор к общей шине и через второй резистор — к Z-выходу микросхемы, вход.R1 которой подключен к плюсовой шине, вход R2 — к входу управления управляемого генератора, а выходы А и Fz подключены соответственно к первому и второму выходам управляемого генератора.
