Устройство для съема сигнала с позиционно-чувствительного фотодиода

 

яхт

О П И С А Н И-:-И ИЗОБРЕТЕН ИЯ (III 450335

Goes Советских

Социалистических

Республик

4 АВ О скОму сеидетельсГВу (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 03.05.73 (21) 1916851/26-9 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.11.74. Вюллетснь М 42

Дата опубликов",íèÿ описания 09.04.75 (51) М. Кл. Н QSI: 5,01

Государственный комитет

Совета 1йинистров СССР (53) УДК 681.3.055 (088 8) II0 делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Д. C. Аксенов и О, Ю. Бондаренко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЪЕМА СИГНАЛА С Г1ОЗЙЦИОННОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ФОТОДИОДА

Изобретение относится к области автоматики и может найти применение в оптических следящих системах, в частности в фотоэлектрических датчиках перемещения и датчиках угла.

Известны устройства для съема сигнала с фотодиодя, чувствительного к смещению светового п11Т11а. Недостатком этих устройств является низкое быстродействие, вызванное перезарядо;I зарядной емкости из-за наличия емкости p — и перехода фотодиодов. Это ol p3I1и 1иВяет нес щу Io частоту следящей cHcTp Ibl частотой 1 — 3 кГц в зависимости от типа пози1гисгп о-чувствительного фотодиода, приводит к снижению динамической точности следящей системы. Кроме того, известные устройства имеют сложный формирователь сигнала рассогласования.

Целью изобретения является повышение динамической точности следящей системы, а также упрощение формирователя выходного сигнала рассогласования. Для этого электроды фотодиода включены последовательно с зарядными емкостями, параллельно которым подклlочсны разрядные кл10чи, yilpaaëÿeìые от двухАязпого генератора коротких импульсов, а нагрузка вкл1ачена последовательно с источни1ьом постоянного напряжения.

На чегтеже показана схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, подключенный через высокоомную нагрузку 2 к общему выводу позиционно-чувствительного фотодиода 3. К двум другим выводам позиционно-чувствительного фотодиода подключены зарядные емкости 4 H 5, параллельно которым включены разрядпыс ключи 6 и 7, управляемыс от двухфазного импульсного генератора 8. Нагрузка 2 соединена с фильтром 9.

Источник 1 постоянного напряткенпя черсз нагрузку 2 создаст ня р — и псрехо",е фотодпода 3 запирающий потепци"-.11, обеспсчивгнощий фотодиодный режим работы фотодподя. Емко15 сти 4 и 5 в течение интервала времени Тр заряжаются фототоком через левую и правую половины фотодиода соответственно. В ко: це интервала времени Тс происходит разряд емкостей через кл1счи 6 и 7, 1;о;-орые постоянно

20 нахОдятся В закрытом состоя lии и открываются с периодо.:I Tp на короткие промежутки вРемени t(Tp импУльсами ст ге 1еРатоРа 8 продолжительности, обеспе1и а;оп сй полный разряд емкостеп. Ключ 7 отк1рывается

25 11нтсрвял Времспи Tpi2 после сткрывання и Io".a G.

В качестве разрядного ключа могут быть использова1.ы различные устройства, обладающие релейной вольт-ям 1ерной хяряктеристиЗО кой, псреключяюнцтсся под: ействисм входных

450335

Предмет изобретения гмиал 0ессоюаюда ния

Составитель С. Поликарпов

Редактор Т. Юрчикова Техред М. Семенов Корректор Л. Дзесова

Заказ 781/5 Изд. № 1109 Тираж 81! Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2.прав.-яющп.. сигналов и имеющие достаточное быстродействие, например транзисторы в прямом или инверсном включении, полевые транзисторы, интегральные переключатели и тому подобные устройства.

Разрядные ключи 6 и 7 управляются двумя последовательностями коротких импульсов, поступающих от двухфазного генератора 8 и следующих с периодом Т,. Двухфазный импульсный генератор помимо коротких пм- 10 пульсов, управляющих ключами, вырабатывает синусоидальное напряжение частоты F<

1 — являющееся опорным напряжением т, 15 следящей системы.

Зарядные токи емкостей 4 и 5, проходя через общую нагрузку 2, линейно складываются. Так как зарядные токи емкостей сдвинуты относительно друг друга на половину периода, 20 их нечетные гармонические составляющие складываются на нагрузке в противофазе, так что при равенстве зарядных токов емкостей, что соответствует согласованию центра светового пятна с «пулем» фотодиода 3, в сигнале, 25 выделяющемся на нагрузке, отсутствуют нечетные гармоники. При рассогласовании центра светового пятна относительно «нуля» фотодиода баланс токов нарушается, что приводит к появлению нечетных гармонических состав- 30 ляющих, в частности сигнала первой гармоники, на нагрузке, Сигнал с нагрузки поступает на вход фильтра 9, который выделяет первую гармонику, являющуюся сигналом рассогласования следящей системы. Амплитуда сигнала рассогласования пропорциональна смещению светового пятна относительно

«нуля» фотодиода 3, а его фаза относительно опорного напряжения, вырабатываемого двухфазным импульсным генератором 8, определяет направление рассогласования. При согласовапии центра светового пятна с «пулем» фотодиода сигнал на выходе фильтра отсутствует.

Устройство для съема сигнала с позиционно-чувствительного фотодиода, содержащее позиционно-чувствительный фотодиод, источник постоянного напряжения, зарядные емкости, разрядные ключи, генератор импульсов, соединенный с разрядными ключами, нагрузку и фильтр, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, разрядные ключи подсоединены параллельно зарядным емкостям, а нагрузка включена последовательно с источником постоянного напряжения и соединена с входом фильтра.