Двухуровневый оптоэлектронный переключатель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТИ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>951706 (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву(22)Заявлено 05.12.80 (21) 3212388/18-21 (5!)М. Кл.

Н 03 К 17 78 с присоединением заявки М

Ваударстаапвй комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (23)Прноритет{53) УДК 621. 382 (088.8) Опубликовано 15. 08. 82. Бюллетень,Рм 30

Дата опубликования описания 15. 08. 82 (72) Автор изобретения

Ю. К. Гришин (7I ) Заявитель (5É) ДВУХУРОВНЕВЫЙ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ

ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в телеграфии для приема и регистрации длительностей однополярных сигналов.

Известно переключающее устройство двухуровневых сигналов, содержащее оптоэлектронные пары, дешифраторы и блоки управления (1 ).

Недостаток этого устройства - невысокая точность регистрации.

Наиболее близким к предложенному по техническому решению является оптоэлектронный переключатель, содержащий транзисторный ключ, соединенный 15 с оптронной парой, инвертор и элемент задержки (2 j.

Недостатками этого устройства являются недостаточно высокая точ-, ность регистрации однополярных сигна- 2о лов с переменной амплитудой и низкая надежность функционирования при случайном изменении амплитуды регист.рируемых сигналов.

Цель изобретения - повышение точности регистрации сигналов и надежности функционирования.

Поставленная цель достигается тем, что в двухуровневый оптоэлектронный переключатель, содержащий транзисторный ключ, вход которого подключен к шине питания через первый фотодиод, оптически связанный с первым светодиодом, а к общей шине - через второй фотодиод, оптически связанный с вторым светодиодом, и инвертор, вход которого подключен к выходу транзисторного ключа, а выход - к входуэлемента задержки, введены блоки выборки, элементы И, формирователь одиночных импульсов, блок памяти, разрядный ключ, дополнительный weмент задержки, линейный усилитель и дополнительный фотодиод, оптически связанный с первым светодиодом и включенный между шиной питания и первым входом первого блока выбор ки, второй вход которого соединен

951706 4

10

Зо

35 0

55 с выходом первого элемента И, причем, первые входы первого и второго элементо в Ж объединены и подключе ны к выходу формирователя одиночных импульсов, вход которого подключен к выходу элемента задержки и входу дополнительного элемента задержки, выход которого подключен к первому входу второго блока выборки, а второй вход последнего соединен с выходом блока памяти, вход которого подключен к выходу первого блока выборки, выходы разрядного ключа соединены с другими входами блока памяти, а его вход подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого соединен:с выходом транзисторного ключа, кроме того, второй вход первого элемента И подключен к выходу инвертора, выход второго блока вйборки соединен с входом линейного усилителя, выход которого подключен к катоду второго светодиода, анод которого соединен с шиной питания.

На чертеже представлена схема двухуровневого оптоэлектронного переключателя.

Двухуровневый оптоэлектронный переключатель содержит транзисторный ключ 1, вход которого подключен к шине 2 питания через первый фотодиод 3, оптически связанный с первым светодиодом 4, а к общей шине 5 - через второ" фотодиод 6, оптически связанный с вторым светодиодом 7, инвертор 8, вход которого подключен к выходу ключа 1, а выходк входу элемента 9 задержки, фотодиод 10, оптически связанный с светодиодом 4 и включенный в обратном направлении между шиной 2 и первым входом блока 11 выборки, второй вход которого соединен с выходом элемента

12 И, первые входы элемента 12 И и элемента 13 И объединены и подключены к выходу формирователя 14 одиночных импульсов, вход которого подключен к выходу элемента 9 задерж- ки и входу элемента 15 задержки, выход которого подключен к второму входу блока выборки 16, первый вход которого соединен с выходом блока 17 памяти, выходы разрядного ключа 18 подключены к соответствующим входам блока 17 памяти, à его вход - к выходу элемента 13 И, выход блока выборки 16 соединен с входом линейного усилителя 19, выход которого подключен к катоду светодиода 7, анод которого соединен с шиной 2 питания. Выход транзисторного ключа 1 является выходом 20 переключателя.

Регистрируемые сигналы поступают на входные клеммы 21 и 22.

Двухуровневый оптоэлектронный переключатель работает следующим образом.

При отсутствии сигнала на входных клеммах 2 1 и 22 ток через светодиод 4, а соответственно,и фотодиоды 3 и 10 не протекает. Транзисторный ключ 1 закрыт, и с выхода инвертора 8 снимается низкий уровень напряжения, которыи через последовательно включенные элементы задержки

9 и 15 поступает на второй (управляющий ) вход блока выборки 16. Блок выборки 16 выключен, и íà его выходе сигнал отсутствует, поэтому линеиный усилитель 19 находится в режиме покоя. Рабочая точка линейного усилителя 19 выбрана таким образом, что в режиме покоя в его коллекторной цепи протекает ток покоя. Ток покоя линейного усилителя 19 проте1 кает через светодиод 7, поэтому фотодиод 6, оптически связанный со светодиодом 7, находится в вентильном режиме и обеспечивает отрицательное смещение между базой и эмиттером транзисторного ключа 1 и задает -нижний уровень регистрации сигнала.

В этом время элементы И 12 и 13 выключены, а блок выборки 11 закрыт.

П ри поступлении на входные клеммы

21 и 22 сигнала (токовой посылки7 через светодиод 4, а соответственно, и через фотодиоды 3 и 10 начинает протекать ток. Когда ток через светодиод 4 достигает значения, соответствующего порогу включения транзисторного ключа 1, определяемого в этом случае током покоя линейного усилителя 19 и протекающего через светодиод 7, клю1 1 включается, и на выходе 20 появляется низкий уровень напряжения. Через время задержки, определяемое элементом задержки 9, на вход формирователя 14 поступает положительный перепад напряжения,в результате чего на выходе формирователя 14 появляется одиночный импульс, который поступает на первые входы элементов И 12 и 13. В это время на обоих входах

9517 элемента И 12 присутствуют высокие уровни напряжения, в результате чего на его выходе вырабатывается высокий уровень напряжения, который на короткое время включает блок выборки 11. Сигнал с первого входа блока выборки 11 поступает в блок памяти 17, где запоминается его амплитуда (элемент И 1) .остается выключенным). Элемент задержки 9 и формирователь одиночных импульсов

14 обеспечивают выборку для запоминания амплитуды токовой посылки в момент времени, когда амплитуда посылки уже установилась. Выборка осуществляется на временном интервале, менее всего подверженном влиянию помех (целесообразнее всего выборку осуществлять в средней части элементарной посылки в течение вре- 20 мени, значительно меньшего длительности элементарной посылки) После окончания выборки на выходе блока памяти 17 устанавливается амплитуда напряжения, пропорциональная амплиту- 5 де токовой посылки, и поступает на первый вход блока выборки 16. На вход линейного усилителя 19 напряжение с выхода блока памяти 17 поступает через время, определяемое зле- 30 ментом задержки 15 элемент задержки 15 в этом случае исключает ложное срабатывание переключателя в интервале времени между окончанием выборки амплитуды сигнала и началом фронта спада сигнала от .кратковременных дроблений ).

Суммарное время задержки элементов задержки 9, и 15 не должно превышать 40 длительности регистрируемой элементарной посылки. После поступления напряжения с выхода блока памяти 17 на вход линейного усилителя 19 увеличи-. вается ток коллекторной цепи уси- 4> пителя, а соответственно, возрастает ток и через светодиод 7, в результате чего в переключателе устанавливается второй уровень регистрации, значение которого пропорционально амплитуде входного сигнала и всегда меньше максимальной амплитуды. При этом состояние переключателя не .изме". няется (на выходе 20 низкий уровень напряжения .

Выбором рабочей точки линейного усилителя 19 можно обеспечить при любых амплитудах входных сигналов

06 ° 6. положение второго уровня регистрации в самом начале фронта спада.

При уменьшении амплитуды токовой посылки (начало бестоковой посылки J уменьшается ток через светодиод 4 и фотодиоды 3 и 10. Когда ток через светодиод 4 достигнет значения, соответствующего порогу выключения ключа 1, определяемого током через светодиод 7 и пропорционального амплитуде входного сигнала, ключ 1 выключается ина выходе.20 появляется высокий уровень напряжения. Через время задержки, определяемое элементом задержки 9, на вход формирователя 14 поступает отрицательный перепад напряжения, в результате чего на выходе формирователя 14 опять появляется одиночный импульс. Теперь на короткое время включается элемент

И 13, что приводит к кратковременному включению разрядного ключа 1о и сбросу аналоговой информации в блоке памяти 17, в результате чего на вход линейного усилителя 19 начинает поступать низкий уровень напряжения с блока памяти 17, и ток через светодиод 7 уменьшается. Однако это не изменяет состояния переключателя, так как к этому времени амплитуда входного сигнала стала меньше, чем вновь установившийся ток через светодиод 7. Через время задержки элемента задержки 15 на второй вход блока выборки 16 поступает низкий уровень напряжения, он выключается и исключает влияние остаточного напряжения блока памяти 17 на линейный усилитель 19, в результате чего линейный усилитель 19 переходит в режим покоя. По окончании этого про- ° цесса переключатель оказывается подготовленным к регистрации новой токовой посылки.

Таким образом, в предлагаемом

1 двухуровневом оптоэлектронном переключателе втррой уровень регистрации устанавливается автоматически в .зависимости от амплитуды регистрируемых сигналов и всегда располагается в начале фронта спада принимаемого сигнала.

Применение двухуровневого оптоэлектронного переключателя в качестве входного устройства в приемниках электронных телеграфных аппаратов,работающих совместно с автоматическими телеграфными станциями, в переходных устройствах позволит обеспечить высокую точность регистрации сигналов, передаваемых поканалам связис переменными параметрами, и повысить надежность Функционирования телеграфных приемников; работающих на коммутируемых линиях связи.

Формула изобретения

Двухуровневый оптоэлектронный переключатель, содержащий транзисторный ключ, вход которого подключен к шине питания через первый фотодиод, оптически связанный с первым светодиодом, а к общей шине - через второй фотодиод, оптически связанный с вторым светодиодом, и инвертор, вход которого подключен к выходу транзисторйого ключа, а йыходк входу элемента задержки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регистрации сигналов, надежности функционирования, s него введены блоки выборки,,элементы И, формирователь одиночных импульсов, блок памяти, разрядный ключ, дополнительный элемент задержки, линейный усилитель и дополнительный фотодиод, оптически связанный с первым светодиодом и включенный между шиной питания и

51706 8 первым входом первого блока выборки, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, причем первые входы первого и второго элементов И объединены и подключены к выходу формирователя одиночных импульсов, вход которого подключен к выходу элемента задержки и входу дополнительного элемента .задержки ! выход которого подключен к первому входу второго блока выборки, а второй вход последнего соединен с выходом блока памяти, вход которого подключен к выходу первого блока выборки,при этом выходы разрядного ключа . соединены с другими входами блока памяти,а его вход подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом транзисторного ключа, кроме того, второй вход первого элемента И подключен к выходу инвертора, выход второго блока выборки соединен с входом линейного усилителя, выход которого подключен к катоду второго светодиода, анод которого соединен с шиной питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1..Авторское свидетельство СССР

11 783992, кл. H 03 K 17/78, 21.08.78

2. Авторское свидетельство СССР

М 499669, кл. Н 03 К 17/78, 20.05.74