DE1789011C3 - Einrichtung zur Stabilisierung des Arbeitspunktes einer als Infrarotdetektor dienenden Diode - Google Patents
Einrichtung zur Stabilisierung des Arbeitspunktes einer als Infrarotdetektor dienenden DiodeInfo
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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-
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. 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.
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-
(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.
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
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |