CS216425B1

CS216425B1 - Connection of optoelectric position sensor with power integrated amplifier

Info

Publication number: CS216425B1
Application number: CS737180A
Authority: CS
Inventors: Peter Skokanek; Vojtech Cechvala
Original assignee: Peter Skokanek; Vojtech Cechvala
Priority date: 1980-10-31
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1982-10-29

Abstract

Vynález sa týká zapojenia optoelektrického snímača polohy s výkonovým integrovaným zosilňovačom a protiskratovou ochranou. Účelom vynálezu je nahradenie diskrétnych prvkov zapojenia výkonovým integrovaným zosilňovačom. Uvedeného účelu sa dosiahne zapojením výkonového integrovaného zosilňovača pracujúceho ako operačný zosilňovač s výkonovým stupňom, pričom jeho invertujúci a neinvertujúci vstup je paralelné připojený na merací móstik so snímacím fototranzistorom medzi ktorého jeden výstup a invertujúci vstup je připojený obvod nadprúdovej spatnej vazby a medzi jeho druhý výstúp a neinvertujúci vstup je připojený člen kladnéj spatnej vazby zabezpečujúcej dvojhodnotový charakter výstupného signálu.The invention relates to the connection of an optoelectric position sensor with a power integrated amplifier and short-circuit protection. The purpose of the invention is to replace discrete elements of the connection with a power integrated amplifier. The stated purpose is achieved by connecting a power integrated amplifier operating as an operational amplifier with a power stage, with its inverting and non-inverting inputs connected in parallel to a measuring bridge with a sensing phototransistor, between one output of which and the inverting input is connected an overcurrent feedback circuit, and between its second output and the non-inverting input is connected a positive feedback element ensuring the two-valued nature of the output signal.

Description

Vynález sa týká zapojenia elektronického obvodu pre optoelektrieký snímač polohy s výkonovým integrovaným zosilňovačom a protiskratovou ochranou.The invention relates to an electronic circuit for an optoelectric position sensor with a power integrated amplifier and a short-circuit protection.

Elektronické obvody doteraz vyrábaných snímačov sú vo váčšine prípadov tvořené diskrétnymi prvkami. Aj keď takéto riešenie bývá jednoduché, neumožňuje z rozměrových dóvodov zvyšovat počet diskrétnych prvkov a riešiť optimálně jedno-; tlivé časti elektronického obvodu snimača tak, aby bolí zabezpečené optimálně vstupno-výstupné parametre a vysoká prevádzková spoláhlivosť.In most cases, the electronic circuits of the sensors produced so far are discrete elements. Although such a solution is usually simple, it does not allow, for dimensional reasons, to increase the number of discrete elements and optimally solve one; parts of the electronic circuit of the sensor, so that the optimal input-output parameters and high operational reliability are ensured.

Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie optoelektrického snimača polohy s výkonovým integrovaným zosilňovačom a protiskratovou ochranou podlá tohoto vynálezu, ktorého podstatou je, že invertujúci vstup a neinvertujúci vstup výkonového integrovaného zosilňovača je paralelné připojený na merací móstik so snímacím fototranzistorom. Medzi dvojhodnotový výstup a invertujúci vstup je připojený obvod nadprúdovej spátnej vázby. Medzi dvojhodnotový výstup a neinvertujúci vstup je připojený člen kladnej spátnej vázby.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the connection of an optoelectric position sensor with a power integrated amplifier and a short-circuit protection according to the invention, which is based on the fact that the inverting input and non-inverting input of the power integrated amplifier are connected in parallel to the measuring bridge with sensing phototransistor. An overcurrent feedback circuit is connected between the two-valued output and the inverting input. A positive feedback member is connected between the two-valued output and the non-inverting input.

Podstatoú je tiež to, že emitor snímacieho fototranzistora je připojený na prvý odpor, třetí odpor a na neinvertujúci vstup výkonového integrovaného zqsilijovača, ktorý je súčasne cez odpor kladnej spátnej vázby a cez kondenzátor kladnej spátnej vázjby připojený na výstup spátnej vázby výkonového integrovaného zosilňovača. Kolektor snímacieho fototranzistora je připojený na prvý odpor, druhý odpor, prvý napájací vstup výkonového integrovaného zosilňovača, na filtračný kon-; denzátor a na kladný pól napájacieho napátia/ Invertujúci vstup výkonového integrovaného zosilňovača je připojený na druhý odpor a na štvrtý odpor, ktorý je súčasne připojený na oneskorovací kondenzátor a na kolektor tranzistora nadprúdovej ochrany, ktorého emitor je připojený na záporný pól napájacieho napátia a na filtračný kondenzátor. Záporný pól napájacieho napátia je, cez snímací odpor nadprúdovej ochrany připojený na bázu tranzistora nadprúdovej ochrany, na oneskorovací kondenzátor, na druhý napájací vstup a na třetí napájací vstup výkonového integrovaného zosilňovača, na štvrtý odpor a třetí odpor meracieho móstika. Prvý výstup a druhý výstup výkonového integrovaného zosilňovača sú připojené na výstup záťaže a cez záťaž na kladný pól napájacieho napátia.Also, the sensing phototransistor emitter is connected to a first resistor, a third resistor, and a non-inverting power integrated amplifier input, which is simultaneously connected via a positive feedback capacitor and a positive feedback capacitor to the output of the power integrated amplifier. The sensing phototransistor collector is connected to the first resistor, the second resistor, the first power input of the power integrated amplifier, to the filter cone; denser and positive voltage supply / Inverting power amplifier input is connected to the second resistor and the fourth resistor, which is simultaneously connected to the delay capacitor and to the collector of the overcurrent transistor whose emitter is connected to the negative voltage of the supply voltage and to the filter capacitor . The negative pole of the supply voltage is connected to the base of the overcurrent protection transistor, to the delay capacitor, to the second supply input and to the third supply input of the power amplifier, to the fourth resistance and the third resistance of the measuring bridge. The first output and the second output of the power integrated amplifier are connected to the load output and via the load to the positive pole of the supply voltage.

Použitím optoelektrického snímča polohy s výkonovým integrovaným zosilňovačom a protiskratovou ochranou sa dosiahne zjednodušenie výroby a velkej prevádzkovej spolehlivosti. Jeho výhody spočívajú predovšetkým v širokom rozsahu napájacích napatí a pracovných teplot a v možnosti dosiahnut’ velký výstupný prúd, max. do 1,5 A. Zapojenie sa vyznačuje velkou citlivosťou a rýchlou odozvou na vstupný signál.By using an optoelectric position sensor with a power integrated amplifier and short circuit protection, production simplification and high operational reliability are achieved. Its advantages lie mainly in a wide range of supply voltages and operating temperatures and in the possibility of achieving a high output current, max. The connection is characterized by high sensitivity and fast response to the input signal.

Zapojenie optoelektrického snimača polohy podlá tohoto vynálezu je příkladné znázorněné na pripojenom výkrese, kde na obr. 1 je zapojenie obvodu v bio kovej schéme a na obr. 2 je konkrétné prevedenie optoelektrického snimača polohy s výkonovým integrovaným zosilňovačom MDA 2010 a protiskratovou ochranou.The wiring of an optoelectric position sensor according to the present invention is shown by way of example in the accompanying drawing. 1 is a circuit diagram in the bio scheme and FIG. 2 is a particular embodiment of an optoelectric position sensor with an integrated power amplifier MDA 2010 and a short-circuit protection.

Zapojenie optoelektrického snimača polohy podlá blokovej schémy je následovně. Snímací fototranzistor 15 je připojený k meraciemu móstiku 20, v ktorého diagonále je zapojený invertujúci vstup 8 a neinvertujúci vstup 7 výkonového integrovaného zosilňovača 30. V kladnej spátnej vázbe je z dvojhodnotového výstupu 25 připojený na neinvertujúci vstup 7 výkonového integrovaného zosilňovača 30 člen 50 kladnej spátnej vázby. V zápornej spátnej vázbe je z dvojhodnotového výstupu 25 připojený na invertujúci vstup 8 výkonového integrovaného zosilňovača 30 obvod 40 nadprúdovej spátnej. vázby.The wiring of the optoelectric position sensor according to the block diagram is as follows. The sensing phototransistor 15 is coupled to a measuring bridge 20 in which the inverting input 8 and the non-inverting input 7 of the power integrated amplifier 30 are connected diagonally. . In the negative feedback, an overcurrent return circuit 40 is connected to the inverting input 8 of the power integrated amplifier 30 from the two-valued output 25. bond.

V konkrétnom převedení je merací móstik 20, ktorý pozostáva zo štyroch odporov 21,22,23 a 24 snímacieho fototranzistora 15 zapojený tak, že kolektor snímacieho fototranzistora 15 prvý odpor 21 a druhý odpor 22 sú připojené na kladný pól 17 napájacieho napátia, třetí odpor 23 a štvrtý odpor 24 sú připojené cez snímací odpor 43 nadprúdovej ochrany na záporný pól 19 napájacieho napátia, pričom emitor fototranzistora 15 je připojený na prvý odpor 21, druhý odpor 22 a na neinvertujúci vstup 7 výkonového integrovaného zosilňovača 30, Na invertujúci vstup 8 výkonového integrovaného zosilňovača 30 je připojený druhý odpor 22 a štVrtý odpor 24. Člen 50 kladnej spátnej vázby je tvořený paralelným spojením kondenzátora 51 kladnej spátnej vázby a odporu 52 kladnej spátnej vázby a je připojený medzi invertujúci vstup 7 a výstup 10 spátnej vázby výkonového integrovaného zosilňovača 30. Obvod 40 nadprúdovej spátnej vázby pózostáva z oneskorovacieho kondenzátora 41, tranzistora 42 nadprúdovej ochrany, snímacieho odporu 43 nadprúdovej ochrany a je zapojený tak, že kolektor tranzistora 42 nadprúdovej ochrany a oneskorovací kondenzátor 41 sú připojené na invertuj úci vstup 8 výkonového integrovaného zosilňovača 30, emitor tranzistora 42 nadprúdovej ochrany je připojený na záporný pól 19 napájacieho napátia a snímací odpor 43 nadprúdovej ochrany je připojený medzi emitor a bázu tranzistora 42 nadprúdovej ochrany, pričom báza tranzistora 42 nadprúdovej ochrany je připojená na oneskorovací kondenzátor 41 a na druhý napájací vstup 3 a třetí napájací vstup 5 výkonového integrovaného zosilňovača 30. Prvý napájací vstup 1 výkonového integrovaného zosilňovača 30 je připojený na kladný pól 17 napájacieho napátia. Medzi kladný pól 17 napájacieho napátia a záporný pól 19 napájacieho napátia je připojený filtračný kondenzátor 44. Záťaž 16 je připojená medzi výstup 18 záťaže 16 a kladný pól 17 napájacieho napátia. Prvý výstup 12 a druhý výstup 14 výkonového integrovaného zosilňovača 30 je připojený na výstup 18 záťaže 16.In a particular embodiment, the measuring bridge 20 consisting of four resistors 21, 22, 23 and 24 of the sensing phototransistor 15 is connected so that the collector of the sensing phototransistor 15 is connected to the positive pole 17 of the supply voltage, the third resistor 23 and the fourth resistor 24 is connected via the overcurrent protection sensor 43 to the negative pole 19 of the power supply, the phototransistor emitter 15 being connected to the first resistor 21, the second resistor 22 and the non-inverting input 7 of the power integrated amplifier 30. 30, a second resistor 22 and a resistor 24 are connected. The positive feedback member 50 is formed by the parallel coupling of the positive feedback capacitor 51 and the positive feedback resistor 52 and is connected between the inverting input 7 and the output 10 of the integrated power amplifier feedback link. overcurrent return It consists of a delay capacitor 41, an overcurrent protection transistor 42, an overcurrent protection sensor 43 and is connected such that the collector of the overcurrent protection transistor 42 and the delay capacitor 41 are connected to the inverting input 8 of the power integrated amplifier 30. connected to the negative pole 19 of the supply voltage and the overcurrent sensing resistor 43 is connected between the emitter and the base of the overcurrent transistor 42, the base of the overcurrent transistor 42 being connected to the delay capacitor 41 and to the second supply input 3 and the third supply input 5 of the power integrated amplifier 30. The first power input 1 of the power integrated amplifier 30 is connected to the positive pole 17 of the power supply. A filter capacitor 44 is connected between the positive pole 17 of the supply voltage and the negative pole 19 of the supply voltage. The load 16 is connected between the output 18 of the load 16 and the positive pole 17 of the supply voltage. The first output 12 and the second output 14 of the power integrated amplifier 30 are connected to the output 18 of the load 16.

Hodnoty odporov 21, 22, 23 a 24, ktoré tvoria merací móstik 20 sú volené tak, aby sa pri neosvetlenom snímacom fototranzistore 15 dosiahol na invertujúcom vstupe 8 výkonového integrovaného zosilňovača 30 potenciál vyšší ako na jeho neinvertujúcom vstupe 7 v dosledku čoho záťažpi} < 16 potečie prúd. Pri dopade dostatočne silného ' světla na snímací fototranzistor 15 sa merácí' móstik 20 rozváži tak, že vyhodnocovací klopný obvod tvořený výkonovým integračným zosilňovačom 30, odporom 52 kladnej spatnej vazby a kondenzátorom 51 kladnej spatnej vazby sa překlopí a záťažou 16 netečie prúd. Táto změna sa deje skokom a výstupný signál má dvojhodnotový charakter.The values of the resistors 21, 22, 23 and 24 that form the measuring bridge 20 are selected such that a potential greater than the non-inverting input 7 of the power integrated amplifier 30 achieves a potential at the inverted input phototransistor 15 than at its non-inverting input 7. the stream will flow. When light is sufficiently strong on the phototransistor 15, the measuring bridge 20 is weighed in such a way that the evaluation flip-flop formed by the power integration amplifier 30, the positive feedback resistor 52 and the positive feedback capacitor 51 is overturned and the current 16 does not flow. This change is a jump and the output signal has a two-valued character.

Dvojhodnotovú funkciu výstupného signálu aj pri pómalej zmene osvetlenia snímacieho fototran-Two-valued output signal function even when the phototransmitter illumination changes slowly

Claims

1. Connection of an optoelectric position sensor with a power integrated amplifier and a short circuit protection, characterized in that the inverting input (8) and the non-inverting input (7) of the power integrated amplifier (30) are connected in parallel to the measuring bridge (20) with the phototransistor (15). wherein an overcurrent feedback circuit (40) is connected between the binary output (25) and the inverting input (8) and a positive feedback member (50) is connected between the binary output (25) and the non-inverting input (7).

Wiring according to claim 1, characterized in that the emitter of the phototransistor (15) is connected to a first resistor (21), a third resistor (23) and a non-inverting input (7) of a power integrated amplifier (30) which is simultaneously through the resistor. (52) a positive feedback circuit and connected via a positive feedback capacitor (51) to the output feedback circuit (10) of the power integrated amplifier (30), the phototransistor collector (15) being connected to a first resistor (21), a second resistor

1 in the detectors 15 provides a positive feedback resistor 52. The positive feedback capacitor 51 adjusts the shape of the output signal. When the output current exceeds the maximum allowable value; The overcurrent protection of the overcurrent protection is increased so that the overcurrent transistor 42 is put in a conductive state, thereby flipping the ciclop circuit and no current flowing through the load 16. The delay capacitor 41 provides a stable operation of the overcurrent feedback circuit 40. The filter capacitor 44 absorbs the voltage peaks in the power circuit.

An infrared LED or a bulb can be used as the light source to illuminate the phototransistor 15.

OF THE INVENTION (22), a first power input (1), a filter capacitor (44), and a positive power supply pole (17), an inverting input (8) of the power integrated amplifier (30) is connected to a second resistor (22) and a fourth a resistor (24) which is simultaneously connected to the delay capacitor (41) and to the collector of the overcurrent protection transistor (42) whose emitter is connected to the negative pole (19) of the supply voltage and to the filter capacitor (44); ) the supply voltage is connected to the base of the overcurrent protection transistor (42), to the delay capacitor (41), to the second supply input (3) and to the third supply input (5) of the power integrated amplifier (30) , to the fourth resistor (24) and the third resistor (23), the first output (12) and the second output (14) of the power integrated amplifier (30) are connected to the output (18) of the load (16) and ý pole (17) of the supply voltage.