CS238718B1 - Zapojení obvodu rozhodovací úrovně vstupního proudu optoelektrického oddělovacího členu - Google Patents

Abstract

Cílem je zjednodušit zapojení obvodu rozhodovací úrovně vstupního proudu optoelektrického oddělovacího členu, odstranit pracné nastavování rozhodovací úrovně vstupního proudu, jež je nahrazeno stanovením velikosti potřebného odporu pouhým výpočtem, vyloučit vliv rozptylu výrobní tolerance parametrů jednotlivých optoelektrických oddělovacích členů. Uvedeného cíle se dosáhne zapojením obvodu rozhodovací úrovně vstupního proudu optoelektrického oddělovacího členu, se vstupními svorkami pro připojení na zdroj proudu modulovaného přenášenou informací a s výstupními svorkami pro připojení na optoelektrický oddělovací člen. Na první vstupní svorku zapojení je připojena jednak přes diodu báze tranzistoru, jednak první výstupní svorka zapojení. Báze tranzistoru je déle připojena přes odpor jednak na druhou vstupní svorku zapojení, jednak na emitor tranzistoru, jehož kolektor je připojen na druhou výstupní svorku zapojení. Vynálezu lze využít v zapojení zpětných vazeb a přenosem nespojitých signálů, například ve zdrojích elektrické energie.

Description

Vynález se*týká zapojení obvodu rozhodovací úrovně vstupního proudu optoelektrického oddělovacího členu.

Při přenosu číslicových údajů na vzdálenost a v prostředí 8 velkou úrovní.rušení, se pro galvanická oddělení signálů používá optoelektrických oddělovacích členů, Tyto obsahují zdroj záření, např.' světloemitující diodu, a detektor záření, např. fotodiodu nebo fototranzistor. Vlastní přenos spočívá v přeměně proudu, modulovaného přenášenou informací a přiváděného do zdroje záření, na světelný tok a zpět na elektrický proud v detektoru záření. Binární forma přenosu znamená, že logické nule a logické jedničce odpovídají dvě různé nominální hodnoty elektrického proudu. Optoelektrický oddělovací člen je charakterizován tzv. přenosem, což je poměr mezi proudem protékajícím zdrojem záření a proudem vyvoleným v detektoru záření. Tento poměr závisí na emisní schopnosti zdroje záření, na velikosti útlumu světelného toku při průchodu vazebním prostředím a na účinnosti zpětné přeměny světla na elektrický proud v detektoru záření. Tento poměr navíc závisí na čase, nebot emisní schopnosti zdroje záření se s dobou provozu mění. Vzhledem k poměrně širokým výrobním tolerancím parametrů optoelektrických oddělovacích členů se tento přenos musí u každého optoelektrického oddělovacího členu upravovat. Jsou známa zapojeni, jež na výstupu optoelektrického oddělovacího členu upravují proud detektoru záření tak; aby došlo k vykompenzování rozdílnosti přenosu a rozhodovací úroveň mezi proudem odpovídajícím logické nule a logické jedničce ležela mezi nominálními hodnotami vstupního proudu. Nevýhodou těchto zapojení je věak jejich pracné seřizování pro každý optoelektrický oddělovací člen zvláětě.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení obvodu rozhodovací úrovně vstupního proudu optoelektrického oddělovacího členu podle vynálezu, jehož podstatou je, že na první vstupní svorku zapojení je připojena jednak přes diodu báze tranzistoru, jednak první výstupní svorka zapojení, báze tranzistoru je dále připojena přes odpor jednak na druhou vstupní svorku zapojení, jednak na emitor tranzistoru, jehož kolektor je připojen na druhou výstupní svorku zapojení.

Výhodou zapojení obvodu rozhodovací úrovně vstupního proudu optoelektrického oddělovacího členu podle vynálezu je jeho jednoduchost. Odpadá pracné nastavování rozhodovací úrovně vstupního proudu, nebot velikost odporu pro požadovanou velikost rozhodovací úrovně vstupního proudu se stanoví pouhým výpočtem bez dalšího měření. Rozptyl výrobní tolerance parametrů jednotlivých optoelektrických oddělovacích členů, jakož i vliv změny jejich parametrů stárnutím se vyloučí. Zapojení podle vynálezu dovoluje velmi jednoduché zapojení na zpracování Informace na výstupu optoelektrického oddělovacího členu.

Příklad zapojení obvodu rozhodovací úrovně vstupního proudu optoelektrického oddělovacího členu je znázorněn na připojeném výkresu, kde obr. 1 značí schéma zapojení pro proudy jedné polarity, obr. 2 schéma zapojení pro proudy obou polarit.

Na první vstupní svorku JJ. zapojení, pro připojení na neznázorněný zdroj proudu modulovaného přenášenou informací (ebr. 1), je připojena anoda didody £ a první výstupní svorka 011 zapojení. Katoda diody £ je připojena na bázi prvního tranzistoru ££ a přes první odpor R1 jednak na druhou vstupní svorku 12 zapojení, pro připojení na zdroj proudu modulovaného přenášenou informací, jednak ne emitor prvního tranzistoru £1 typu npn, jehož kolektor je připojen na druhou výstupní svorku 012 zapojení. První výstupní svorka 011 zapojení je připojena na první vstup 1 optoelektrického oddělovacího členu OOČ. druhá výstupní svorka 012 zapojení je připojena na druhý vstup 2 optoelektrického oddělovacího členu OOČ. Optoelektrický oddělovací člen OOČ obsahuje světloemilující diodu SD a řototranzistor £T. Anoda světloemitující diody SD tvoří současně první vstup 1 optoelektrického oddělovacího členu OOČ. zatímco její katoda tvoří současně druhý vstup 2 optoelektrického oddělovacího členu OOČ. Kolektor fototranzistoru FT tvoří současně první výstup 01 optoelektrického oddělovacího členu OOČ. kdežto jeho emitor tvoří současně druhý výstup £2 optoelektrického oddělovacího členu OOČ. K prvnímu výstupu £1 optoelektrického oddělovacího členu OOČ je připojena anoda Zenerovy diody ZD. jejíž katoda je připojena na bázi druhého tranzistoru 12 typu pnp. Emitor druhého tranzistoru 12 je připojen na svorku 013 kladného napětí +5 V, kdežto jeho kolektor jednak přes druhý odpor na svorku 015. jednak na vstup invertoru INV. jehož výstup je připojen na výstupní svorku 014. Druhý výstup £3 optoelektrického oddělovacího členu OOČ je připojen na svorku 015. Zapojení je vir Seno pro případ, kdy například logické nula představuje stav, kdy proud neteče a logická jednička, kdy proud teče.

Zapojení podle obr. 2 obsahuje v podstatě dvě popsaná zapojení obvodu rozhodovací úrovně vstupního proudu optoelektrického oddělovacího členu a je určeno pro případy, kdy logické nule odpovídá proud jedné polarity a logické jedničce proud druhé polarity. Z toho důvodu je použito dvou komplementárních tranzistorů T1 a Tl přičemž diody £ a jakož i světloemitující diody SD a SD' obou optoelektrických oddělovacích členů QOČ a OQč' jsou příslušně orientovány. Odpor R1 je pro obě zapojení společný.

Jako optoelektrického oddělovacího členu lze použít optronu nebo jiného vhodného optoelektrického oddělovacího členu. Jako diody £, případně 3Í lze použít Zenerovy diody, světloemitující diody nebo běžné diody, případně několika do série zapojených diod, a sice tak, aby úbytek napětí na ní byl stejný nebo větší než úbytek napětí na vstupech £, 3» případně 1 * 2’ optoelektrického oddělovacího členu OOČ. případně OOČ *. Rozhodovací úroveň vstupního proudu je stanovena tak, aby ležela mezi nominálními hodnotami proudu pro logickou nulu a logipkou jedničku. Pak je hodnota odporu Rl taková, aby úbytek napětí na něm vzniklý při průtoku proudu hodnoty rozhodovací úrovně byl právě tak veliký jako úbytek napětí na přechodu báze-emitor tranzistoru T1 . případně TI . Vstupní proudy nedosahující hodnoty rozhodovací úrovně, protékají diodou β, případně D' a odporem 3£. Od okamžiku dosažení rozhodovací úrovně vstupního proudu se otevírá tranzistor £1, případně 11 ' a proud převyšující tuto úroveň už protéká světloemitující diodou případně SD' optoelektrického oddělovacího členu OOČ. případně mí. Zde dochází k jeho přeměně na světelný tok a opět na elektrický proud ve fototranzistoru FT. případně FT'. který se dále zpracuje na příklad ve velmi jednoduchém zapojení, připojeném k výstupům 01. £3, případně 0102' optoelektric kého oddělovacího členu OOČ. případně OOČ' podle obr. 1 jako odpovídající logická hodnota. Protože napětí přechodu béze-emitor tranzistorů TI a TI' je dáno fyzikálními principy funkce tranzistoru, má nepatrný rozptyl výrobních tolerancí a je možno pro daný případ považovat za konstantní, lze velikost odporu R1 pro danou velikost rozhodovací úrovně vstupního proudu stanovit pouhým výpočtem.

Je povinností obvodů vysílače proudové smyčky zajistit, aby maximální proud ve smyčce, protékající u přijímače mezi svorkami 11 a £3, byl menší než součet mezního proudu světloemitující diodou SD a proudu odporem Rl. Vzhledem k tomu, že vysílače pro přenos informace proudovou smyčkou mají charakter zdroje proudu, bývá tato podmínka obvykle automaticky splněna.

Vynálezu lze využít v zapojení zpětných vazeb s přenosem nespojitých signálů, např. ve zdrojích elektrické energie.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Zapojení obvodu rozhodovací úrovně vstupního proudu optoelektrického oddělovacího členu, se vstupními svorkami pro připojení na zdroj proudu modulovaného přenáěenou informací a s výstupními svorkami pro připojení na optoelektrický oddělovací Sien, vyznačené tím, že na první vstupní svorku (11) zapojení je připojena jednak přes diodu (D, D ) báze tranzistoru (T1, Ti'), jednak první výstupní svorka (011) zapojení, báze tranzistoru (Τ,, Ti') je dále připojena přes odpor (R1) jednak na druhou výstupní svorku (12) zapojení, jednak na emitor tranzistoru (TI, Ti'), jehož kolektor je připojen na druhou výstupní svorku (012) zapojení.