Оптоэлектронный многофункциональный элемент

 

Использование: при разработке импульсных устройств, вырабатывающих сигналы как в цифровой, так и в аналоговой форме. Сущность изобретения: оптоэлектронный многофункциональный элемент содержит светодиод, два фотодиода, транзистор. Введение резисторов позволяет расширить функциональные возможности элемента путем осуществления режимов низкочастотной генерации и порогового элемента. 1 ил.

Pp b Вг °

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕ1НОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4934385/21 (22) 05.05.91 (46) 30,06.93. Бюл.hh 24 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.П,Кожемяко, В.П.Гель, Л,И.Тимченко и О.А.Головань (56) Авторское свидетельство СССР

М 630733, кл. Н 03 К 3/281, 1977.

Авторское свидетельство СССР

М 894833, кл. Н 03 К 3/26, 1981. (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при разработке импульсных устройств, вырабатывающих сигналы как в цифровой, так и s аналоговой форме.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей многофункционального оптоэлектронного элемента путем получения дополнительно функций инфранизкочастотной генерации и порогового элемента.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Оптоэлектронный многофункциональный элемент содержит фотодиоды 1 и 2, транзистор 3, резистор 4, светодиод 5. вто рой и третий резисторы 6. 7, переменный резистор 8, шину источника управляющего напряжения 9, клемму 10, шину питания 11.

Светодиод 5 включен параллельно с вторым резистором 6 и последовательно с шиной питания 11, третьим резистором 7 и коллектором транзистора 3. База транзистора 3 подключена через встречно-последователь„, Ц „„1824665 А1 (51)5 Н 03 К 3/26 (57) Использование: при разработке импульсных устройств, вырабатывающих сигналы кэк в цифровой, так и в аналоговой форме.

Сущность изобретения: оптоэлектронный многофункциональный элемент содержит светодиод, два фотодиода, транзистор. Введение резисторов позволяет расширить функциональные воэможности элемента путем осуществления режимов низкочастотной генерации и порогового элемента. 1 ил, но включенные фотодиоды 1, 2, оптически связанные со светодиодом 5, к клемме 10, через резистор 4 — к шине 9 источника управляющего напряжения, а через переменный резистор 8 — к общей шине источника питания, к которой также подключен эмиттер транзистора 3.

Устройство работает следующим образом.

В режиме высокочастотной генерации клемма 10 подключается к общей шине источника питания, а от источника управляющего напряжения 9 подается положительное регулирующее напряжение, При включении напряжения питания из-за положительного смещения, приложенного к базе транзистора 3 через резистор 4, транзистор 3 открывается и достигает насыщения. Когда падение напряжения на резисторе 6 станет больше значения 0,р, где 0 0Р— напряжение, при котором светодиод 5 начнет излучать световой поток. начнет формирование вершина импульса, Длительность этого процесса определяется

1824665 временем, эа которое полностью откроется фотодиод 2 и начнется процесс рассасывания зарядов из области базы транзистора 3.

С момента полной отсечки транзистора 3 начинается формирование паузы между импульсами, длительность которой зависит от схемной релаксации, обусловленной RC-параметрами элементов устройства (а.с.СССР

hL 894833, кл. Н 03 К 3/26. 1981). Когда закончится формирование паузы между импульсами, процесс повторится снова. пока на шине 9 будет присутствовать управляющее напряжение. Изменяя его величину, можно изменять время заряда емкостей р-и-переходов светодиода и транзистора, а значит, частоту следования импульсов. Изменяя величину переменного резистора 8, можно изменять скважность импульсов.

Так, при егоуменьшении будетувеличиваться пауза между импульсами и уменьшаться вершина, поскольку уменьшится время рассасывания зарядов из области базы транзистора 3 и увеличится время, за которое транзистор 3 полностью откроется. И наоборот — при его увеличении.

В режиме запоминания клемма 10 подключается к шине источника питания

11+ Un x, а на шину 9 от.источника управляющего напряжения подаются импульсы разной полярности определенной длительности.

При подаче на шину 9 импульса положительной полярности транзистор 3 открывается и заставляет светиться светодиод 5, который, освещая фотодиоды 1 и 2, начинает открывать фотодиод 1, создавая положительную обратную связь. В результате ток базы транзистора 3 еще большее увеличится и транзистор 3 перейдет в режим насыщения. После прекращения действия управляющего импульса устройство может находиться в возбужденном состоянии как угодно долго.

При подаче на шину 9 импульса отрицательной полярности транзистор 3 закрывается, ток его уменьшается, что приводит к разрыву цепи положительной обратной связи, и устройство переходит в невоэбужденное состояние.

Изменяя сопротивление переменного резистора 8, можно изменять напряжение на базе транзистора 3, при котором он начнет открываться, Таким образом можно изменять порог срабатывания данного устройства и использовать его в качестве порогового элемента, реагирующего на уровень входного воздействия, подаваемого на шину 9.

В режиме инфранизкочастотной генерации клемма 10 также подключается к шине источника питания 11, а на шину 9 от источника управляющего напряжения подается положительное напряжение, по уровню равное напряжению, источника питания (либо шина 9 непосредственно подключается к шине источника питания 11).

Номинал переменного резистора 8 выбран таким образом, чтобы при нахождении

его движка в среднем положении напряже10 ние на базе транзистора 3 вместе с номиналами резисторов 6, 7 определяло его рабочую точку в активной области, которой соответствует ток коллектора, при котором на транзисторе 3 рассеивается мощность в

15 1 2 пределах (— — — )Рд и, где Рдоп — допусти2 3 мая рассеиваемая мощность на транзисторе 3. Вместе с тем шунтирующий резистор

6 ограничивает ток светодиода 5 до значе20 ния, при котором он еще не срабатывает.

Вследствие выбранной рабочей точки транзистор 3 начнет разогреваться, что приведет к увеличению Р и, следовательно, I», Когда I» достигнет величины, при которой включится светодиод 5, замкнется положительная обратная связь и транзистор 3 перейдет в насыщение. В результате скачкообразно уменьшится сопротивление коллекторно-эмиттерного перехода транзи30 стора 3 и скачкообразно изменится перераспределение потребляемой мощности между транзистором 3 и резисторами 6 и 7.

В результате снижения потребляемой мощности транзистора 3 начнет охлаждаться, 35 что приведет к уменьшению Р, 1б,!», Когда

I» достигнет величины, при которой световой поток светодиода начнет уменьшаться, произойдет процесс срыва обратной связи .и устройство перейдет в исходное состоя40 ние, Затем процесс повторится. Изменяя сопротивление резистора 8, можно изменять рабочую точку транзистора, а, следовательно, время разогрева и охлаждения транзистора, что соответствует изменению

45 частоты генерации. Поскольку нагрев и охлаждение — процессы инерционные, частота генерации будет соответствовать инфраниэкочастотному диапазону.

По сравнению с прототипом заявляемое

50 техническое решение обладает расширенными функциональными возможностями.

Введение второго, тоетьего и переменного резисторов позволило дополнительно получить функции порогового элемента и гене55 ратора инфранизкочастотного диапазона.

Вместе с тем, поскольку устройство не содержит таких компонентов электронных схем, как конденсаторы и импульсные трансформаторы, оно обладает высокой технологичностью и может быть иэготовле5

1824665

Составитель М. Коноваленко

Техред М.Моргентал Корректор С. Шекмар

Редактор С. Кулакова

Заказ 2227 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 но в интегральном исполнении. Кроме того для получения одной из четырех выполняемых функций не требуется внутренней перестройки схемы, а лишь подача управляющего сигнала. Это дает возможность использования данного устройства для построения более сложных устройств с однородной неизменяемой структурой.

Формула изобретения

Оптоэлектронный многофункциональный элемент, содержащий транзистор. к коллектору которого подключен первый вывод светодиода. база транзистора подключена к соответствующей шине источника питания через два встречно-последовательно включенных фотодиода, оптически связанных со световодом, и к источнику управ . ляющего напряжения — через первый резистор, эмиттер транзистора соединен с

5 общей шиной источника питания, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй, третий резисторы и переменный резистор, включенный между базой

10 транзистора и общей шиной источника питания, второй резистор подключен параллельно светодиоду. второй вывод которого соединен с первым выводом третьего резистора;.второй вывод которого подключен к

15 шине источника питания.