DE1789011C3 - Einrichtung zur Stabilisierung des Arbeitspunktes einer als Infrarotdetektor dienenden Diode - Google Patents

Description

näher beschrieben. Er hat einen solchen Frequenzgang, daß langsame Spannungsänderungen, die von 45 der Strahlung von Kamerateilen herrühren., nicht ver-

Die Erfindnug bezieht sich auf eine Einrichtung stärkt werden. Wie erwähnt, verursacht diese Strah-

zur Stabilisierung des Arbeitspunktes einer als Infra- lung jedoch unerwünschte Verschiebung des Ar-

rotdetekior dienenden Diode in einer Infrarotkamera beitspunktes des Detektors. Um dieser Verschiebung

mit einem an die beiden Anschlüsse der Diode an- entgegenzuwirken, ist eine spannungsempfindliche

geschlossenen Signalverstärker. 5° Schaltung V dem Detektor parallel geschaltet, von

In einer bekannten Infrarotkamera werden Dioden deren Ausgang eine Spannung dem Detektor D über als Detektoren verwendet, die eine Spannung erzeu- einen Widerstand R1 zugeführt ist, die der Spangen, deren Amplitude mit der Intensität der empfan- nungsänderung am Detektor, die von dieser Strahgenen Infrarotstrahlung veränderlich ist (Zeitschrift lungsänderung verursacht ist, entgegengesetzt ist.
Scientific American, Februar 1967, S. 94 bis 102). 55 In der Ausführungsform gemäß F i g. 2 enthält die Der Detektor ist an einen Verstärker angeschlossen spannungsempfindliche Schaltung V einen Wechselzur Verstärkung der Spannungsänderung, und das spannungsverstärker mit drei Transistoren Q 4, QS Ausgangssignal des Verstärkers wird verwendet zur und β 6 mit zugehörigen Widerständen und Konden-Modulation der Intensität des Elektronenstrahls in satoren. Der Detektor D ist mit dem Eingang dieses einer Bildröhre. Damit solche Detektoren mit der 60 Verstärkers über ein ÄC-Filter verbunden, das aus größtmöglichen Empfindlichkeit und dem günstigen den Widerständen Λ2 und R3 und den Kondensa-Verhältnis von Signalleistung zu Rauschleistung, d. h. toren C 2 und C 3 besteht. Parallel zum Eingang des günstiger Rauschzahl arbeiten können, sollte die Verstärkers liegt ein Transistor Q 3, der als Zerhacker Ruhe-Spannung am Detektor so nahe bei Null liegen wirkt. Ein weiterer gleichfalls als Zerhacker wirkenals möglich. Es wird daher ein sogenannter Quanten- 65 der Transistor QT ist parallel zum Ausgang des VerDetektor verwendet, der z.B. aus Indiumantimonid stärkers geschaltet. Die beiden Transistoren Q3 und besteht und durch flüssigen Stickstoff auf eine Tem- QT sind von einem Multivibrator gesteuert, der unperatur von —196° C (77° K) gekühlt wird. Weiter- ten links in Fig. 2 erscheint. Der Multivibrator ent-

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hüll die Transistoren Q1 und Ql, die untereinander in bekannter Weise über Widerstände, Kondensatoren und Dioden verbunden sind Die Basen der beiden Transistoren Q 3 und β 7 sind über Widerstände Λ19 bzw. Ä20 mit derselben Ausgangsklemme des Multivibrators verbunden, so daß sie gleichzeitig leiter.^ bzw. nichtleitend sind. Die Zerhackerfrequenz ist nicht kritisch. Sie kann in der Größenordnung von 100 sec~^l liefen.

Wenn eine langsam veränderliche Gleichspannung am Detektor D erscheint, wird diese Spannung von dem cyclisch arbeitenden Zerhacker-Transistor Q 3 so zerhackt, daß eine Wechselspannung in der Form von Impulsen mit mit der Gleichspannung sich ändernder Amplitude erzeugt wird. Diese Wechselspannung wird über den Kopplungskondensator C4 der Basis des ersten Transistors QA des von den Transistoren Q 4, QS und Q 6 gebildeten Wechselspannungsverstärkers zugeführt. Nach Verstärkung wird die Wechselspannung von dem Transistor Q 6 über V/iderstand C8 abgenommen. Der Transistor Ql, der unter der Steuerung des Multivibrators als Zerhacker wirkt, indem er in Übereinstimmung mit der Wechselspannung ein- und ausschaltet, arbeitet als Demodulator für diese Wechselspannung, wobei die demodulierte Spannung den Kondensator Cl über W?derstandiU7 auflädt. Da^Uer Transistor Q 7 phasengleicb mit dem Transistor β 3 arbeitet und die Ausgangsspannung des Wechselspanmingsverstarkers sich außer Phase mit der Eingangswechselspannung befindet, hat die Gleichspannung am Kondensator Cl eine der Gleichspannung am Detector D entgegengesetzte Polarität. Der Kondensator CI 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 Q 3 den Detektor nicht beeinträchtigen.

Der Wechselspannungsverstärker kann auch so ausgeführt sein, daß die Ausg*ngsspannung phasengleich mit der Eingangsspannur/, ist; m diesem Falle müssen die Transistoren Q 3 und Q 7 so gesteuert sein, daß der eine leitend ist, während der andere nichtleitend ist, und umgekehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 789 Ol 1 ι hin wird ein Punkt im steilen Bereich der Strom-Patentansprüche: Spannungs-Kennlinie des Detektors als Arbeitspunkt gewählt.

1. Einrichtung zur Stabilisierung des Arbeits- Der Detektor ist in der bekannten Infrarotkamera Punktes einer als Infrarotdetektor dienenden 5 so angebracht, daß nur die vom optischen System Diode in einer Infrarotkamera mit einem an die vom fotografierten Objekt aufgenommene und durchbeiden Anschlüsse der Diode angeschlossenen gelassene Strahlung auf den Detektor fallt. Es ist je-Signalverstärker, dadurch gekennzeich- doch nicht möglich auszuschließen, daß Infrarotnet, daß der Diode (D) eine die Diodenspan- strahlung von bestimmten Teilen der Kamera auf nung messende Schaltungseinrichtung (V) par- io den Detektor fällt. Diese Teile sind hauptsächlich allel geschaltet ist, die im Vergleich zu Signal- die vor dem Detektor angeordnete öffnung und der Spannungsänderungen langsame Spannungsände- Hintergrund von den oder die Halteeinrichtungen iür rangen verstärkt und die verstärkte Spannung an die das Bild erzeugenden Einrichtungen (Spiegel oder die Diode in solchem Sinne zurückführt, daß den Linse), die die empfangende Strahlung auf den Delangsamen Spannungsänderungen an der Diode 15 tektor fokussieren. Die Temperatur und Infrarotentgegengewirkt wird. strahlung dieser Teile können sich langsam ändern

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- und eine Verschiebung des Arbeitspunktes des Dekennzeichnet, daß die die Spannung messende tektors in einen Bereich verursachen, in welchem die Schaltungseinrichtung (V) einen Wechselstrom- Spannung am Detektor nicht mehr Null ist.
verstärker ((J4, QS, Q6), eine erste, mit dem 20 Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Eingang des Wechselspannungsverstärkers ver- Einrichtung zu schaffen, die dieser unerwünschten bundene Schalteinrichtung (Q3) und eine zweite, Verschiebung des Arbeitspunktes des Detektors enimit dem Ausgang des Wechselspannungsverstär- gegenwirkt.

kers verbundene Schalteinrichtung (Q 7) enthält, Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß daß die beiden Schaltcinrichtungen von einer 25 dem Detektor eine die Spannung messende Schal-Steuereinrichtung derart gesUuert sind, daß sie tungseinrichtung parallel geschaltet ist, die im Verperiodisch und mit gleicher Frequenz zwischen gleich zu Signalspannungsänderungen langsame Spaneinem Zustand hoher und niedriger Impedanz nungsänderungen am Detektor verstärkt und die verumgeschaltet werden, und daß mit dem Ausgang stärkte Spannung an den Detektor in solchem Sinne des Verstärk rs ein Kondensator (Cl) verbunden 3° zurückführt, daß den Spannungsänderungen am Deist, von dem eine Klemme über einen Widerstand tektor entgegengewirkt wird.
(R 1) mit dem Detekto. (D) verbunden ist. Im folgenden wird die Erfindung näher unter be-

3. Einrichtung nach Auspn ch 2, dadurch ge- sonderer Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert,
kennzeichnet, daß der Verstäreer mit Transisto- F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Einrichtung; ren ausgerüstet ist und daß die Schalteinrichtun- 35 Fig. 2 zeigt das Schaltbild der Einrichtung in seigen aus von einem Multivibrator (Ql, Ql) ge- nenEinzelheiten.

steuerten Transistoren (Q3, QT) bestehen. In Fig. 1 ist der Detektor mit D bezeichnet. Der

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, da- Detektor D ist über Leiter Λ mit ;inem Signalverstärdurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Detek- ker verbunden, der nur diejenigen Signale des Detektor (D) und dem Verstärkereingang eine Filter- 40 tors verstärkt, die entsprechend der Intensität der auf kette (R 2, R 3, Cl, C3) vorgesehen ist. den Detektor fallenden Strahlung variieren. Der Verstärker hat bekannten Aufbau und wird daher nicht