DE1789011A1 - Einrichtung zur Spannungsstabilisieruno an einem Infrarotdetektor - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-CHEM. DR. WERNER KOCH DR.-ING. RICHARD GLAWE

DIPL.-ING. KLAUS DELFS DIPL-PHYS. DR. WALTER MOLL

HAMBURG MDNCHEN

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Einrichtung zur Spannungsstabilisierung an einem Infrarotdetektor

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Spannungsstabilisierung an einem Infrarotdetektor.

In Infrarotkameras werden Dioden als Detektoren verwendet, die eine Spannung erzeugen, deren Amplitude mit der Intensität der empfangenen Infrarotstrahlung veränderlich ist. Der Detektor ist an einen Verstärker angeschlossen zur Verstärkung der Spannungsänderung, und das Ausgangssignal des Verstärkers wird vex'wendet zur Modulation der Intensität des Elektronenstrahls in einer Bildröhre. Damit soiehe Detektoren mit der grblit~ m'0'ΐ,ί ichen Empfindlichkeit und dem ,^iiiistigsten Verhältnis von Signal zu !tauschen aruuitoa können, sollte die Spannung am Detektor so nahe bei Null sein als möglich.

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Es wird deshalb ein Punkt auf der Stromaohse des Strom— Spannungs—Diagramms des Detektors als Arbeitspunkt gewählt.

Der Detektor ist in der Kamera so angebracht, daß nur die vom optischen System vom fotografierten Objekt durchgelassene Strahlung auf den Detektor fällt. Es ist jedoch nicht möglich,auszuschließen, daß Infrarotstrahlung von bestimmten Teilen der Kamera auf den Detektor fällt. Diese Teile sind hauptsächlich die vor dem Detektor angeordnete Öffnung und der Hintergrund von oder die Halteeinrichtungen für die .das Bild erzeugenden-Einrichtungen (Spiegel oder Linse), die die empfangende Strahlung auf den Detektor konzentrieren. Die Temperatur und Infrarotstrahlung dieser Teile können sich langsam ändern und eine Verschiebung des Arbeitspunktes des Detektors in einen Bereich verursachen, in welchem die Spannung am Detektor nicht mehr Null ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die dieser unerwünschten Verschiebung des Arbeitspunktes des Detektors entgegenwirkt.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß dem Detektor eine die Spannung messende Schaltungseinrichtung parallelgeschaltet ist, die langsame Spannungs— änderungen am Detektor verstärkt und die verstärkte Spannung an den Detektor in solchem Sinne zurückführt, daß den Spannungsänderungen am Detektor entgegengewirkt wird.

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Im folgenden wird die Erfindung näher unter besonderer Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Pig. 2 zeigt das Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung in seinen Einzelheiten.

In Fig. 1 ist der Detektor mit D bezeichnet. Der Detektor D ist über Leiter A mit einem Signalverstärker verbunden, der nur diejenigen Signale des Detektors verstärkt, die entsprecheni der Intensität der auf den Detektor fallenden Strahlung variieren. Der Verstärker hat bekannten Aufbau und wird daher nicht näher beschrieben. ßr hat einen solchen Frequenzgang, daß langsame Spannungs— änderungen, die von der Strahlung von Kumerateilen herrühren, nicht verstärkt werden. Wie erwähnt, verursacht diese Strahlung jedoch unerwünschte Verschiebung des Arbeite— punktes des Detektors. Um dieser Verschiebung entgegenzuwirken, ist eine spannungseiupfindliche Schaltung V dem Detektor parallelgeschaltet, von deren Ausgang eine Spannung dem Detektor D über einen Widerstand Rl zugeführt ist, die der Spannungsänderung am Detektor, die von dieser Strahlungsänderung verursacht ist, entgegengesetzt ist.

In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 enthält die spannungsempfindliche Schaltung V einen Wechselspannungsverstärker mit drei Transistoren Q4, Q5 und Qb mit zugehörigen Widerständen und Kondensatoren. Der Detektor D ist mit dem Eingang dieses Verstärkers über ein RC-Filter verbunden, das aus den Widerständen R2 und R3 und den Kondensatoren C2 und C3 besteht. Parallel zum Eingang des

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Verstärkers liegt ein Transistor Q3, der als Zerhacker wirkt. Ein weiterer gleichfalls als Zerhacker wirkender Transistor Q7 ist parallel zum Ausgang dee Verstärkers geschaltet. Die beiden Transistoren Q3 und Q7 sind von einem Multivibrator gesteuert, der unten links in Fig. ersoheint. Der Multivibrator enthält die Transistoren Qi und Q2, die untereinander in bekannter Weise über Widerstände, Kondensatoren und Dioden verbunden sind. Die Basen der beiden Transistoren Q3 und Q7 sind über Widerstände RI9 bzw. R2O mit derselben Ausgangsklemmen Λ des Multivibrators verbunden, so daß sie gleichzeitig leitend bzw. nichtleitend sind. Die Zerhaokerfrequenz ist nicht kritisch. Sie kann in der Größenordnung von 100 see" liegen.

Wenn eine langsam veränderliche Gleiohspannung am Detektor D ersoheint, wird diese Spannung von dem oyclisoh arbeitenden Zerhacker-Transietor Q3 so zerhackt, daß eine Wechselspannung in der For« von Impulsen mit mit der Oleichspannung sich ändernder Amplitude erzeugt wird. Diese WechselSpannung wird über " den Kopplungskondensator Ck der Basis des ersten Transistor Q4 des von den Transistoren Q^, Q5 und Q6 gebildeten Weohselspannungsverstärkere »ugefUhrt, Nach Verstärkung wird die Wechselspannung von dem Transistor Q6 über Widerstand C8 abgenommen. Der Transistor Q7, der unter der Steuerung des Multivibrators ale Zerhacker wirkt, indem er in Übereinstimmung mit der Wechselspannung ein- und ausschaltet, arbeitet al» Demodulator für diese Wechselspannung, wobei die demodulierte Spannung

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den Kondensator Cl über Widerstand R17 auflädt. Da der Transistor Q7 phasengleich mit dem Transistor Q3 arbeitet und die Ausgangsspannung des Wechselspannungsverstärkers sich außer Phase mit der Eingangswechsels.pannung befindet, hat die Gleichspannung am Kondensator Cl eine der Gleichspannung am Detektor D entgegengesetzte Polarität, Der Kondensator Cl ist mit dem Detektor über den Widerstand Rl verbunden, wodurch der Spannungsänderung am Detektor entgegengewirkt wird.

Die spannungsempfindliche Einrichtung hat einen hohen Eingangswiderstand, so daß sie den Detektor nicht belastet. Das RC-Filter zwischen dem Detektor und dem Verstärkereingang bewirkt, daß die Spannungsänderungen am Transistor t^3 den Detektor nicht beeinträchtigen.

Der Wechselspannungsverstärker kann auch so ausgeführt sein, daß die Ausgangsspannung phasengleich mit der Eingangs— spannung ist; in diesem Falle müssen die Transistoren Q3 und Q7 so gesteuert sein, daß der eine leitend ist, während der andere nichtleitend ist und umgekehrt. Andere Änderungen sind gleichfalls innerhalb des Rahmens der Erfindung möglich.

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Claims (3)

Patentansprüche

1. Einrichtung zur Spannungsstabilieierung an einem Infrarotdetektor, dadurch gekennzeichnet, daß dem Detektor (D) eine die Spannung messende Sohaltungseinrichtung (V) parallelgeschaltet ist, die langsame Spannungsänderungen am Detektor verstärkt und die verstärkte Spannung an den Detektor, in solchen Sinne zur iiokf uhr t, daß den Spannungsänderungen am Detektor entgegengewirkt wird.

2. Einrichtung nach Anspruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spannung messende Schaltung&einriohtung (V) einen Wechselstromverstärker (Q^, Q5, Q6), eine erste, mit dem Eingang des Wechselspannungsverstärker verbundene Schalteinrichtung (Q3) und eine zweite, mit dem Ausgang des Weohselspannungs-Verstärkers verbundene Schalteinrichtung (Q7) enthält, daß die beiden Sohalteinrichtungen von einer Steuereinrichtung derart gesteuert sind, daß sie periodisch und mit gleicher Frequenz zwischen einen Zustand hoher und niedriger Impedanz umgeschaltet werden, und daß mit dem Ausgang des Verstärkers ein Kondensator (Cl) verbunden ist, von dem eine Klemme Über einen Widerstand (Rl) mit dem Detektor verbunden ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker mit Transistoren ausgerüstet ist und daß die Schalteinrichtungen aus von einem Vibrator gesteuerten Transistor bestehen.

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h, Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3» daduroh gekennzeichnet, daß zwischen dem Detektor und dem Verstärkereingang eine Filterkette vorgesehen ist.

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