CS208236B1 - Zařízení pro automatickou regulaci hodnoty osvitu - Google Patents

Abstract

Zařízení pro automatickou regulaci osvitu u snímacího přístroje,u něhož je výkonným členem lineární clona umístěná před objektivem a měřicím členem je fotoodpor v můstkovém zapojení, umístěný za objektivem. Výstupní napětí můstku je přivedeno na servozesilovač. Rozdíl prahového napětí jeho koncových paralelních protitaktních zesilovačů zaručuje minimální mrtvé pásmo a minimální klidový odběr. Koncové zesilovače pracují do výkonových vinutí systému s otočným magnetem, který ovládá clonu. Otočný magnet válcového tvaru má zvláštní axiální magnetizaoi. Jedna poloviční úseč má opačný smysl magnetizaee než druhá polovina. Proti podstavám magnetu jsou umístěny shodné statory tvaru kruhových desek z magneticky měkkého materiálu. Na prvním statoru jsou diametrálně navinuta výkonová vinutí, na druhém je tachometrické vinutí, v němž se indikují tlumicí napětí, přivedená na vstup servozesilovače.

Description

(54)

Zařízení pro automatickou regulaci hodnoty osvitu

Zařízení pro automatickou regulaci osvitu u snímacího přístroje,u něhož je výkonným členem lineární clona umístěná před objektivem a měřicím členem je fotoodpor v můstkovém zapojení, umístěný za objektivem. Výstupní napětí můstku je přivedeno na servozesilovač. Rozdíl prahového napětí jeho koncových paralelních protitaktních zesilovačů zaručuje minimální mrtvé pásmo a minimální klidový odběr.

Koncové zesilovače pracují do výkonových vinutí systému s otočným magnetem, který ovládá clonu. Otočný magnet válcového tvaru má zvláštní axiální magnetizaoi. Jedna poloviční úseč má opačný smysl magnetizaee než druhá polovina.

Proti podstavám magnetu jsou umístěny shodné statory tvaru kruhových desek z magneticky měkkého materiálu. Na prvním statoru jsou diametrálně navinuta výkonová vinutí, na druhém je tachometrické vinutí, v němž se indikují tlumicí napětí, přivedená na vstup servozesilovače.

208 2} 6 (51) Int. Cl.’G 03 B 7/08 // G 05 D 25/02

208 236

Vynález ee týká zařízení pro automatickou regulaci hodnoty osvitu na principu zpětné vazby u snímacího přístroje, u něhož je lineární clona umístěna před objektivem a je ovládána elektromagnetickým systémem s otočným magnetem prostřednictvím servozesilovače, u kterého je jako měřicího členu užito fotoodporu v mostovém zapojení umístěného za objektivem*

Pro správné naexponování snímané scény na filmový pás snímacího přístroje je nutno neustále udržovat konstantní osvit. K tomuto účelu byla vyvinuta řada řeěení, které hodnoty osvitu regulují a využívají k tomuto účelu zpravidla změnu velikosti otvoru clony.

Jsou známá řeěení, u nichž je clona přestavována systémem s otočným diametrálně magnetovaným magnetem. Tento systém vychází tvarově z magnetického obvodu magnetoelektriokého ústrojí. Cívka systému je pevná a kromě výkonového vinutí, buzeného ze servozesilovače, je na ní umístěno i zpětnovazební tlumicí vinutí.

Nevýhodou tohoto uspořádání je nedokonalé využití vzduchové mezery pro vinutí, což vede ke zvýšení rozměrů ve směru průměru systému a k nutnosti užití kvalitního magnetického materiálu otočného magnetu.

Další nevýhodou plynoucí z blízkosti výkonového a tlumícího vinutí je poměrně těsná transformátorová vazba těchto vinutí. Ta ztěžuje návrh regulačního obvodu a .zhoršuje jeho vlastnosti.

Jako servozesilovač by bylo možné užít známé zapojení s vyvedeným středem napájecího napětí, případně užít některý integrovaný operační zesilovač.

Funkce těchto zesilovačů je však při daném nízkém napájecím napětí nevyhovující.

Jednoduché zapojení paralelního dvojčinného zesilovače není vhodné z důvodu stálého odběru i ve vyrovnaném stavu.

Vznikl tedy požadavek vyvinout takové řešení, které by na principu optické zpětné vazby umožňovalo přesnou a automatickou regulaci clony při vysoké mechanické odolnosti a při použití dostupných součástí.

Tento úkol řeší předmět vynálezu, kterým je zařízení pro automatickou regulaci hodnoty osvitu na principu zpětné vazby u snímacího přístroje, u něhož je lineární clona umístěna před objektivem a je ovládána elektromagnetickým systémem β otočným magnetem prostřednictvím servozesilovače, u kterého je jako měřicího členu užito fotoodporu v mostovém zapojení umístěného za objektivem.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že výstup mostu fotoodporu js připojen přes tlumicí vinutí na vstupní rozdělový zesilovač, tvořený dvěma tranzistory typu NPN, mezi jejichž kolektory je zapojen emitor a báze budicího tranzistoru typu PNP, jehož kolektor je spojen se vstupy dvou dvoustupňových protitaktních koncových zesilovačů, z nichž jeden je tvořen Darlingtonovou dvojicí tranzistorů NPN s emitorem spojeným se záporným pólem napájení a druhý koncový zesilovač Je tvořen dvojicí tranzistorových spínačů sestávající ze vstupního spínacího tranzistoru a koncového spínacího tranzistoru, jejichž emitory jsou spojeny se záporným pólem napájení, kteréžto koncové zesilovače jsou svými kolektory připojeny na konoe motorického vinutí servosystému, jehož střední odbočka je připojena na kladný

208 236 pól napájení, přitom motorické vinutí je uloženo diametrálně na statoru ve tvaru desky z magneticky měkkého materiálu, která je rovnoběžná s podstavou válcového rotoru tvořeného otočně uloženým magnetem s axiální magnetizací, proti jehož druhé podstavě je uložen shodný stator s tlumicím vinutím, přičemž směr magnetizace polovin rotoru, rozdělených rovinou proloženou osou válce, je navzájem opačný.

Příkladné provedení předmětu vynálezu je znázorněno na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je uvedeno schematické zapojení jednotlivých funkčních prvků a na obr. 2, 3 a 4 je znázorněno vlastní uspořádání magnetických obvodů servosystému ve třech různých řezecho

Jak vyplývá z obr. 1 množství světla B_v, přicházející na objektiv 0 je regulováno clonou K tak, aby bylo v rovině filmu P dosaženo požadované osvětlení, Sást světla určeněho pro osvětlení filmu P je odebíráno šikmo uloženým zrcátkem Z a dopadá na fotoodpor Rp, takže skutečné hodnotě osvětlení filmu P odpovídá skutečná hodnota fotoodporu Rp.

Tato hodnota je v můstkovém zapojení fotoodporu Rp a odporů R^, R^,R^ porovnávána s požadovanou hodnotou, kterou představuje odpor R^. Výstupní napětí můstku Up, úměrné odchylce požadované a skutečné hodnoty po zesílení v rozdílovém zesilovači V^ a V₂ a napěťovém zesilovači V^ ovládá podle polarity buá výkonové vinutí L₂ servosystému prostřednictvím Darlingtonova koncového zesilovače V^, Vg nebo ovládá výkonové vinutí lg prostřednictvím přímovázaného koncového zesilovače Vg, Vy.

Magnet M vychylovaný výkonovým vinutím L₂ resp· se natáčí o úhel a toto natáčení se převádí na clonu K , která vyrovnává svým tvarem skutečnou hodnotu osvětlení na požadovanou hodnotu. Maximální rozkmit úhlu natočení ,)C magnetu M činí asi ^/2 . Signál U_T naindukovaný v tlumicím vinutí Lj otáčením magnetu M je úměrný rychlosti, s níž se odchylka vyrovnává a je odečítán od signálu můstku Up, čímž se tlumí překmity, stabilizuje smyčka a zlepšuje přechodný děj.

Převodní charakteristika obou výstupů servozesilovače je linearizována a stabilizována napěťovou zpětnou vazbou, realizovanou děliči R^, R^ a Rg, Rj^.

Šířka pásma necitlivosti je dána rozdílem mezi prahovým vstupním napětím Darlingtonova koncového zesilovače V^, V^a prahovým vstupním napětím přímovázaného koncového zesilovače V₆, Vj. Nežádoucímu kmitání obou koncových zesilovačů ve vysokofrekvenční oblasti, které je způsobeno nežádoucí kapacitní a transformátorovou vazbou mezi tlumicím a výkonovými vinutími ^2» **3 zabraňuje kompenzace kmitočtové charakteristiky zesilovače pomocí následujících kapacit.

Kapacita C₂ odstraňuje kmity způsobené transformátorovou vazbou z výkonového vinutí Lg do výkonového vinutí Lg uzavřenou přes napěťový zesilovač V^ ^a přímovázané koncové zesilovače Vg, Vy.

Kapacita C-^ zamezuje vlivu kapacity mezi tlumicím vinutím L^ a výkonovými vinutími ^L2«^3»

Z požadavku konstantního zisku smyčky plyne požadavek na lineární průběh clony K ,

208 236 při něm úhel natáčení jejího ovládacího hřídele je úměrný logaritmu podílu vstupního a výstupního světelného toku clony K_Q, Operaci dělení světelného toku lze nahradit operací odečítání symbolických logaritmických jednotek osvitu, za jejichž základ je zvolena dvojka, což odpovídá řadám osvitových čísel, clon a expozic·

Vlastní uspořádání magnetickýoh obvodů servosystému je zřejmé z obr. 2, 3 a 4.

Rotorem je trvalý magnet M ve tvaru válce, otočně uložený kolem své osy £, magnetizovaný v axiálním směru, přičemž jedna polovina podstavy představuje opačný pól než druhá polovina podstavy Pg. Proti čelům magnetu K jsou ve vzdálenosti vzduchové mezery £ umístěny statory N^, Ng ^Te tvaru desky vyrobené z magneticky měkké ooeli. Na prvním statoru Nj je diametrálně navinuto tlumicí vinutí L^ a na druhém statotu Ng výkonové vinutí Lg, L^. Magnet M je shodnými vzduchovými mezerami £ vyvážen v axiálním směru. Poněvadž se velikost jeho magnetického toku otáčením nemění, nevzniká ve stavu bez signálu žádný nežádoucí moment. Přivedením elektrického proudu do výkonového vinutí se deska druhého statoru Ng zmagnetizuje a svými póly přitahuje opačné póly magnetu M, čímž se tento pootáčí*

Jeho pohyb je mechanickými dorazy omezen na rozsah asi - ^/4 od střední polohy· Otáčením magnetu M se mění tok v závitech vinutí L^ a vzniká tak signál úměrný rychlosti otáčení.

Popsané zařízení automatické regulace hodnoty osvitu na principu optické zpětné vazby je díky zapojení nezávislé na rozptylu parametrů tranzistorů. Z hlediska menšího prostoru je možné sevozeeilovač provést ve formě hybridního integrovaného obvodu· Zapojení dle vynálezu umožňuje funkci již při nízkém a kolísajícím napájecím napětí a je hospodárně z hlediska odběru díky minimální spotřebě ve vyrovnaném stavu. Tvar magnetického obvodu umožňuje maximální využití vzduchové mezery pro vinutí a je menšího objemu při použití nenáročného magnetického materiálu· Oddělení výkonového a tlumicího vinutí je dokonalejší než u podobných známých řešení.

Pro své jednoduché konstrukční řešení a při popsaných výhodách je zařízení dle vynálezu vhodné realizovat především u snímacích přístrojů, zvláště u snímacích kamer formátu 8 mm.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zařízení pro automatickou regulaci hodnoty osvitu na principu zpětné vazby u snímacího přístroje, u něhož je linerámí clona umístěna před objektivem a je ovládána elektromagnetickým systémem s otočným magnetem prostřednictvím servozesilovače, u kterého je jako měřicího členu užito fotoodporu v mostovém zapojení umístěného za objektivem, vyznačující se tím, že výstup mostu fotoodporu (Rp) je připojen přes tlumicí vinutí (L^) na vstupní rozdělový zesilovač, tvořený dvěma tranzistory (V^, Vg) typu NPN, mezi jejichž kolektory je zapojen emitor a báze budicího tranzistoru (V^) typu PNP, jehož kolektor je spojen se vstupy dvou dvoustupňových protitaktních koncových zesilovačů, z nichž jeden je tvořen Darlingtonovou dvojicí tranzistorů NPN (V^, V^) s emitorem spojeným se záporným pólem ( - ) napájení a druhý koncový zesilovač je tvořen dvojioí tranzistorových spínačů

   208 236 sestávající ze vstupního spínacího tranzistoru (Vg) a koncového spínacího tranzistoru (Vy), Jejichž emitory jsou spojeny se záporným pólem (-) napájení, kteréžto koncové zesilovače jsou svými kolektory připojeny na konce motorického vinutí servosystému (L₂, L^), jehož střední odbočka je připojena na kladný pól (+) napájení, přitom motorické vinutí (L₂, Lj) je uloženo diametrálně na druhém statoru (Ng) ve tvaru desky z magneticky měkkého materiálu, která je rovnoběžná s podstavou válcového rotoru tvořeného otočně uloženým magnetem (M) a axiální magnetizací, proti jehož druhé podstavě je uložen shodný první stator (N^) s tlumicím vinutím (L^), přičemž směr magnetizace polovin rotoru, rozdělených rovinou proloženou osou válce, je navzájem opačný.