CS231283B1 - Linearizovaný optoelektronický převodník s indikáciou nuly - Google Patents

Abstract

Účelom vynálezu je linearizácia převodovek charakteristiky izolačného člena s optronmi bez potřeby výběru vhodných, spárovaných dvojic optrónov a tiež zvýšenie citlivosti pri indikácii nulovej hodnoty vstupného signálu. Tento účel sa dosiahne zapojením dvoch náhodné vybraných dvojíc optronov a to jednej dvojice antiparalelne spojenými žiaričmi na výstup napaíovoprúdoveho prevodnika a druhej dvojice antiparalelně spojenými žiaričmi medzi výstup průdového zosilňovača a vstup linearizačneho průdovo-napálového prevodnika, ktorý má minimálně tri linearizačné potenciometre. Dva nesúhlasné vývody receptorov „prvej dvojice optrónov a dva nesúhlasné (vývody receptorov prvej dvojice optrónov í a dva nesúhlasné vývody receptorov druhej ’ dvojice optrónov sú připojené na vstup ‘ prúdoveho zosilňovača. Zo zvyšných štvroch vývodov receptorov sú dva navzájom súhlasné vývody receptora prvej dvojice optrónov a receptoxa druhej dvojice optrónov připojené na prvý, resp. druhý jednosměrný zdroj. Pre zvýšenie citlivosti indikácie nulovej hodnoty vstupného signálu sa na zvláštny vstup napaíovo-prúdového prevodnika pripája jeden pól antiparalelnýoh diód, ktoré sú zapojené v sérii so snímacím bočníkom.

Description

231 283

Vynález: sa týká 1inearizovanéh©) optoelektronického pre-vodníka s indikáciou nuly, v ktorom sa rieši linearizácia pre-vodovej charakteristiky izolačného člena pre galvanické ©dde-lenie analogových signélov a t© bez potřeby akéhokolvek výbě-ru - párovania optrónov. Vynález rieši tiež dostatočnú citli-vost indikácie nulovéj hodnoty vstupného signáluo

DoposiaT známe optoelektronické převodníky pracujú a vy-lúčením nelinearity prevodovej charakteristiky samotného op-trónu na základe výběru vhodnéj dvojice optrónov a vhodnéhozapojenia spárovanéj dvojice, pri ktorom sa kompenzujú neline-arity. Při týchto prevodníkoch je potřebné nastavovat kl’udovépracovné body v/ oblasti najmenších nelinearít, čím sa riešiaj přenos signálov obidvoch polarit. Výhodou je sice potřebaiba dvoch optrónov, ale závažným nedostatkem je nevyhnutnostpárovania optronov a tiež nastavovania a udržiavania kTudo-vých pracovných bodov. Nie je přitom možné využit dostatečnéširokú oblast nelineárněj prevodovej charakteristiky optronu.Příslušné napájacie napátia musia byť stabilizované, inak sil-né ovplyvňu já linearitu prevodovej charakteristiky optoelektro-nického prevodníka. Bažným nedostatkem doterajších optoelektro-nických prevodníkov je tiež nízká citlivost indikácie nulovéjhodnoty vstupného signálu.

Vyššie uvedené nedostatky sú odstránené linearizovanýmoptoelektronickým prevodníkom « indikáciou nuly podlá vynále-zu, ktorého podstata je v tom, že dvojice náhodné vybranýchoptrónov s antiparalelne spojenými žiaričmi je připojená na vý-stup napátovo-prúdového prevodníka, druhá dvojica náhodné vy-braných optrónov má antiparalelne spojené žiariče zapojené me-dzi výstup prúdového zosilňovača a vstup linearizačného prúdo-VO-nap&tového prevodníka. Receptory prvej dvojice optrónov ma- 2: 231 283 jú navzájom. spojenédva nesúhlasné vývody a připojené na dvo-jicu nesúhlaených vývodov receptorov druhej dvojice ©ptrenov.Takto vytvořený uzol je připojený na vstup prúdového zosilňo-vača. ZVyšné dva, navzájem nesúhlasné vývody receptorov prvejdvojice optřónov, sú přepojené do dvoch uzlov, avšak a každé-mu z nich zodpovedajúcim jedným súhlasným vývodom a dvoch do-posial zvyšných, navzájom nesúhlasných vývodov receptorov dru-hej dvojice optřónov. Takto vytvořený jeden uzol s navzájomsúhlasným vývodom receptora z prvej a druhej dvojice optronovje připojený na prvý jednosměrný zdroj a druhý uzol, ktorý mávoči prvému uzlu nesúhlasné vývody receptorov, je připojenýna druhý jednosměrný zdroj. Podstata vynálezu je tiež v tom,že linearizačný prúdovonapáťový převodník s analogovým výstu-pom má minimálně tri linearizačné potenciometre. Nakoniec pod-stata vynálezu spočívá ešte v tom, že napát?ovo-prúdový převod-ník má zvláštny vstup pře zvýšenie citlivosti nuly, na ktorýje připojený jeden pol antiparalelných diod. Tým že v linearizovanom optoelektronickom převodníku s in-dikáciou nuly podl’a vynálezu nie sú potřebné párované optrony,je realizácia prevodníka značné hospodárnéjšiao Vynálezemsa dosahuje nielen vyšší účinok, ale aj nový účinok, pretožepřevodník možno realizovať aj vtedy, keď hie je k dispozíciidostatočné množstvo optřónov, z ktorých by bol o možné vybrat?optrony s predpísánou toleranciou převodových charakteristik. V linearizovanom optoelektronickom převodníku s indikáciou nu-ly podlá vynálezu netřeba nastavovat? kludové pracovně body op-trónov a nie sú potřebné stabilizované hodnoty napátí. Převod-ník mdže pracovat s velkými toleranciami napatí napájecíchzdrojov. Hastavenie prevodníka sa prevedie v/ potrebnom počtebodov postupné za sebou, bez potřeby opakovaného spatného do-stavovaní©· Minimálny počet nastavovacích bodov je tri. Vyššíúčinok vynálezu je aj v tom, že sa umožňuje linearizácia pře-vodové j charakteristiky v celom rozsahu přípustného zat?aženiaoptrónu, čím sa dá podstatné zvýšit? odstup užitečných signá-lov voči poruchám. Zvýšenie citlivosti pri indikácii nulovejhodnoty signálu s použitím antiparalelných diod sa uplatňujeiba pri velmi malých relativných hodnotách vstupného signálua pri váčších hodnotách signálov sa dá pomocou linearizačnýchpotenciometrov úplné vylúčiť. 3 231 283 Příklad převedeni© lineařizovaného optoelektronickéhoprevodníka s indikáciou nuly pódia vynálezu je vysvětlený pó-dia připojeného obrázkuo

Snímací bočník 1 je připojený na vstup napSťovo-prlidové-ho prevodníka J, na ktorého vstup £ pre zvýšenie citlivostinuly je připojený jeden pól antiparalelných diod 2, kterýchdruhý pól je spojený so snímacím bočníkom 1. Na výstup napáťo-vo-prúdového prevodníka J je připojený optoelektronický oddě-lovač £>, ktorý obsahuje prvú dvojicu optrónov 6, 2» resp· dru-hů dvojicu optrónov S, £·♦ Prvá dvojice optrónov <5, 2 antipa-ralelne spojené svietivé diody a připojené na výstup napáťovo--prúdového prevodníka J. Druhá dvojica optrónov 8, % svie-tivé diody antiparalelne spojené a připojené medzi výstup, prú-dového zosilňovača 10 a vstup linearizačného prúdovo-napáťové-ho prevodníka 13· Kolektor fototranzistora optrónu J je spoje-ný s emitorom fototranzistora optrónu 6_ a tento uzol je spoje-ný s druhým uzlom, ktorý vznikne vzájomným spojením emitorafototranzistora v optróne 2 ® kolektore fototranzistora v op-tróne 8Γ. Výsledný uzol je připojený na vstup prúdového zosil-ňovača 10« Emitor fototranzistora v optróne je spojený s e-mitorom fototranzistora optronu 8 a je připojený na prvý jed-nosměrný zdroj 11. Kolektor fototranzistora v optróne 6 jé spo-jený s kolektorom fototranzistora v optróne 2 ® je připojenýna druhý jednosměrný zdroj 12· Súňasťou linearizačného prúdo-vo-napáťového prevodníka 13 sú minimálně tri linearizačné po-tenciometre 14· Linearizačný prúdovo-napáťový převodník 13 máanalogový výstup lg s vonkajáím analogovým výstupom 16 připo-jený súčasne na vstup nulovéj logiky 17 s vonkajšími logický-mi výstupmi 18’·

Napáťový signál přivedený zo snímacieho bočníka.l navstup napáťovo-prúdového prevodníka J ®® premení na úmernúhodnotu prúduo Jeho směr na výstupe napáťovo-prúdového prevod-níka J je daný polaritou vstupného napáťového signálu. Prddpříslušného směru sa uzavrie cez jednu zo svietivých diod pr-ve j dvojice optronov 6, 2· Příslušný vybudený optron dodázo svojho fototranzistora kladný alebo záporný prúd na vstupprúdového zosilňovača 10. Tento ho pri veTkom prúdovom zosil-není - primitivné vysvětlované - zosilní natoTko, že jeho vý-stupným prúdom kladného alebo záporného směru vybudený jeden 4 231 283 v, druhej dvojice optrónov 8, £ ® fototranzistora dodá na vstupprúdového zosilftovača 10 prúd temer rovnakej hodnoty, ale opač-ného směru, než z fototranzistora optronu vybudeného v prvejdvojici optrónov 6, 2· Alf by holi převodové charakteristikydvojice vybudených optronov rovnaké, potom budú rovnaké aj prú-dy svietivých diod obidvoch vybudených optronov· Pretože prúdsvietivej diody vybudeného optronu z druhej dvojice optrónov8, £ preteká tiež cez vstup linearizačného prúdovo-napěťovéhoprevodníka 13« stačilo by v uvedenom případe zhody převodovýchcharakteristik použit prúdovo-napětový převodník 13 reciprokývoči napěfovo-prúdovému převodníku Bez akejkolvek dalšejlinearizácie by bol napěťový signál na vonkajšom analogovomvýstupe 16 lineárně závislý od vstupného napěťového signáluna snímacom bočníku 1. Ak převodové charakteristiky dvojice vy-budených optrónov nie sú rovnaké, potom pomocou linearizačnýchpotenciometrov 14 možno dosiahnuť ich postupným nastavenímpresnú zhodu v želanom počte bodov kladnéj, aj zápornéj vetvyprevodovej charakteristiky prevodníka, snímanej ako závislostnapětia na vonkajšom analogovom výstupe 16 od napětia na sní-macom bočníku 1. Potřebný počet nastavovaných bodov a teda ajpočet linearizačných potenciometrov 14« je závislý od monotón-nosti, miery nelinearity a maximálnej odchýlky převodovýchcharakteristik príslušnej vybudenej dvojice optronov a tiežod vlastností použitého linearizačného prúdovo-napěťového pre-vodníka 13« Bažné sa vystačí s minimálnym počtom troch linea-rizačných potenciometrov 14·

Pri malých hodnotách signálu na snímacom bočníku 1, tedav blízkosti praktickej nuly, je na antiparalelných diodách 2ešte dostatočné napětie, ktoré sa privádza ně vstup £ Pre zvý-šenie citlivosti nuly. Ί; blízkosti nuly sa však uplatňuje ibataká část napětia z antiparalelných diod 2, ktoré je potřebnána získanie dostatočné velkého signálu na analogovom výstupe15, při ktorom nulová logika 17 vyhodnocuje na vonkajších lo-gických výstupoch 18 danú hodnotu signálu ako nenulovúe Privěčších hodnotách signálu na snímacom bočníku 1 ea příslušnáčást signálu zo vstupu 4 Pre zvýšenie citlivosti nuly v podsta-tě neuplatní, ba dokonce je možné ju eliminovat pri linearizá-cii prevodníka pomocou linearizačných potenciometrov 14*

Claims (1)

1. 5 P S EDME T T I I Ϊ I· Ϊ Z ϋ 231 Linearizovaný optoelektronický převodník s indikáciou nu

   ralelne spojené žiariěe připojené na výstup napSťovo-prúdovó-ho převodníka (3)» druhá dvojica optronov (8, 9) má antipara-lelne spojené žiariče připojené medzi výstup prúdového zosil-iřovada (10) a? vstup linearizaéného prúdovo^-napáťovéh© převod-nika (13)} který má minimálně tri linearizačné poteneiometre(14) a analogový výstup (15), aj vonkajší analogový výstup(16), ktorý je spojený so vstupom nulovéj logiky (1T), kterámá vonkajěie logické výstupy (18), pričom dva navzájem nesú-hlasné vývody receptorov prvej dvojice optronov (6, 7i) sú spojená s dvomi navzájem nesúhlasnými vývodmi receptorov druhejdvojice optronov (8* 9) a výsledný uzol je připojený na vstupprúdového zosilňovača (10) , jeden zo zvyánej dvojice navzájemnesúhlasných vývodov receptorov prvej dvojice optronov (6, 7)je spojený so súhlasným vývodom zo zvyšnej dvojice navzájemnesúhlasných vývodov receptorov druhej dvojice optronov (8, 9)a připojený na prvý jednosměrný zdroj (ll) a posledně dvazvyšné, navzájom súhlasné vývody receptora z prvej dvojice op-trónov (6), 7) a receptora z druhej dvojice optronov (8, 9),

   1 výkres