Оптоэлектронное устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п)534036 ооюз ооветских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.06.75 (21) 2147847/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.76. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 10.11.76 (51) M. Кл з Н ОЗК 19/14

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.382(088.8) (72) Автор изобретения

В. Г. Смертин (71) Заявитель

Московский ордена Ленина авиационный институт им. С. Орджоникидзе (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОИСТВО

Изобретение относйтся к вычислительной и измерительной технике и предназначено для использования в счетных машинах, дискретной автоматике и телемеханике, в телеизмерении.

В импульсной технике известны оптоэлектронные устройства, выполненные на оптроне с положительной обратной связью (1).

Известно также оптоэлектронное устройство, содержащее оптрон с положительной обратной связью, источник и приемник излучения которого зашунтированы приемниками излучения, оптически связанными с управляющими источниками излучения f2)

Однако у известных устройств узкие функциональные возможности.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Это достигается тем, что в предлагаемое оптоэлектронное устройство введен канал запаздывающей обратной связи, содержащий источник излучения, оптически связанный с фотоприемником, который включен последовательно с одним из управляющих источников излучения, и фотоприемник, оптически связанный с источником излучения, который включен последовательно с источником излучения оптрона, На чертеже представлена схема предлагаемого оптоэлектронного устройства.

Оптоэлектронное устройство состоит из входного излучателя — светодиода 1, воздействующего световым потоком на приемник излучения — фоторезистор 2, шунтирующий источник излучения — светодиод 3, который с приемником излучения — фоторез исто ром 4 образует оптрон с положительной оптической обратной связью, На приемник излучения — фоторезистор 5

1О воздействует световой поток от излучателя— светодиода 6.

Канал обратной запаздывающей связи реализуется через источник излучения — светодиод 7, приемник излучения — фоторезистор

8, источник излучения — светодиод 9, приемник излучения — фоторезистор 10, излучатель 1.

В режиме усиления постоянного напряжения устройство ра ботает следующим образом.

20 К шинам 11 — 12, 13 — 14, 15 — 16 подключается постоянное напряжение; входное усиливаемое напряжение подается на светодиод 6 через шины 17 — 18. При увеличении входного напряжения увеличивается световой поток све25 тодиода 6, сопротивление фоторезистора 5 уменьшается, ток в цепи первого каскада увеличивается, следовательно, увеличивается световой поток светодиода 7, который воздействует на фоторезистор 8. Ток второго каска30 да возрастает, вызывая увеличение светового

534036

3 потока светодиода 9 и благодаря уменьшению сопротивления фоторезистора 10 увеличение тока выходного каскада. Вследствие тогО что на каждом каскаде происходит усиление сигнала в 15 — 20 раз, общий коэффициент усиления по напряжению для такого трехкаскадного усилителя может достигать 3000 — 4000 и выше.

В режиме усиления переменного напряжения во входной каскад включается дополнительный источник смещения для создания рабочей точки, относительно которой меняется входное напряжение.

Переменный сигнал с выходного каскада можно снять через разделительный конденсатор, который на схеме не показан.

В режиме триггера устройство работает следующим образом.

Управляющие импульсы поступают на светодиод 1 (через шины 19 — 11) и светодиод 6 (через шины 17 — 18). На шины 15 — 20 (причем шины 20 и 16 закорачиваются) подается постоянное напряжение питания. Выходной сигнал триггера (состояние «О» — ток регенеративного оптрона имеет минимальное значение; состояние «1» — максимальное значение) снимается со светодиода 7, воздействующего на фоторезистор 8. Схема может занимать одно из устойчивых состояний «О» или

«1».

Допустим, схема находится в состоянии «О», т. е. ток через светодиод 7 практически не протекает вследствие очень большого темпового сопротивления фоторезисторов 4 и 5. При подаче импульса на шины 17 — 18 зажигается светодиод 6, который, воздействуя световым потоком на фоторезистор 5, уменьшает его величину, при этом ток через светодиод 3 увеличивается. А так как световой поток светодиода

3 воздействует на фоторезистор 4, последовательно с ним соединенный, то уменьшение сопротивления фоторезистора 4 влечет за собой новое увеличение тока через светодиод 3.

Процесс нарастания тока проходит лавинообразно до тех пор, пока в схеме не установится максимальный ток, определяемый световым сопротивлением фоторезистора 4. Схема занимает новое устойчивое положение, которое сохраняется сколь угодно долго и после окончания управляющего импульса на шинах 17 — 18.

Для того чтобы схему перевести в состояние «О», необходимо воздействовать управляющим импульсом на светодиод 1 (через шины 19 — 11). При этом светодиод 1 воздействует на фоторезистор 2 — происходит шунтирование светодиода 3. Ток через него уменьшается, что приводит к увеличению сопротивления фоторезистора 4 и как следствие — к дальнейшему уменьшению тока светодиода 3.

Этот процесс лавинообразно проходит до тех пор, пока ток в цепи регенеративного оптрона не будет равен минимальному значению, определяемому темповым сопротивлением фоторезисторов 4 и 5. Это состояние схема сохра5

)О

4 няет до тех пор, пока на шины 17 — 18 не воздействует управляющее напряжение.

Выходное состояние триггера может определяться или оптическим сигналом (световой поток светодиода 7), или электрическим (падение напряжения на светодиоде 7), или через каскад усиления фоторезистор 8 — светодиод

9 (падение напряжения в цепи фоторезистора 10).

В режиме релаксационного генератора устройство работает следующим образом.

Постоянное напряжение подводится к шинам 19 — 12, 13 — 14, 15 — 20, причем величина напряжения на шинах 15 — 20 выбирается таким образом, что при подаче данного напряжения на регенеративный оптрон схема занимает устойчивое положение, из которого мгновенно переходит в устойчивое состояние, при котором ток в схеме регенеративного оптрона имеет максимальное значение. Следовательно, фоторезистор 8 высвечивается максимальным световым потоком светодиода 7. Спустя некоторое время 4аа (время запаздывания), обусловленное инерционностью фоторезистора

10, фоторезистора 2, происходит шунтирование светодиода 3. Ток в цепи регенеративного оптрона уменьшается.

Световой поток светодиода 7 при этом равен нулю, а сопротивление фоторезистора

8 — максимальное, происходит гашение светодиода 9 и спустя некоторое время запаздывания гашение светодиода 1. Сопротивление фоторезистора 2 становится максимальным (до

0,5 мом), светодиод 3 не шунтируется. В схеме возникает новый скачок тока.

Процесс генерации, таким образом, начинается с начала. Время задержки обусловлено как числом каскадов в цепи обратной связи, так и величиной питающего напряжения на шинах 19 — 11 и 13 — 14, так как инерционность фоторезисторов зависит также от уровня возбуждения.

В режиме широтно-импульсного модулятора устройство работает следующим образом.

На шины 15 — 20 подается опорное синусоидальное переменное напряжение с рабочей частотой f. Благодаря релейной характеристике и вентильному свойству светодиодов переменное синусоидальное напряжение преобразуется в импульсы одной полярности, причем ширина импульсов зависит от напряжения, приложенного к светодиоду 1, так как напряжение загорания для регенеративного оптрона зависит от величины шунтирующего светодиод

3 сопротивления фоторезистора 2.

При использовании в качестве источников излучения люминесцентных конденсаторов возможно получение не только видеоимпульсов, но и радиоимпульсов. Частота заполнения импульсов соответствует частоте питающего напряжения (на шинах 15 — 20). При этом питание каскадов обратной запаздывающей связи (шины 19 — 12, 13 — 14) в случае релаксационного генератора радиоимпульсов может

534036

Формула изобретения

/9 ff fZ 13 1Ф 15 Ю fb f г 18

Составитель Г. Кутний

Техред В. Рыбакова

Корректор О. Тюрина

Редактор Е. Караулова

Заказ 2311/16 Изд. № 1713 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 осуществляться как постоянным, так и переменным напряжением.

Оптоэлектронное устройство, содержащее оптрон с положительной обратной связью, источник и приемник излучения которого зашунтированы приемниками излучения, оптически связанными с управляющими источниками излучения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, введен канал запаздывающей обратной связи, содержащий источник излучения, оптически связанный с фотоприемником, который включен последовательно с одним из управляющих источников излучения, и фотоприемпик, оптически связанный с источником излучения, который включен последовательно с источником излучения оптрона.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3042807, кл. 250 — 213, опубл. 03.07.62.

2, Патент США № 3031579, кл. 250 — 213, опубл. 24.04.62 (прототип) .