DE2002013B2 - Impulslichtempfaenger mit gleichlichtkompensation - Google Patents
Impulslichtempfaenger mit gleichlichtkompensationInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Impulslichtempfänger mit einer der Gleichlichtkompensation
dienenden Einrichtung, die von dem Ausgangssignal eines Verstärkers gesteuert ist, dessen Eingang die
am Fotoelement auftretende Spannung zugeführt ist.
Ein solcher Impulslichtempfänger ist z. B. aus der deutschen Auslegeschrift 1 2S3 714 bekannt und
dient dazu, moduliertes Licht auch dann noch einwandfrei
zu empfangen und zu verarbeiten, wenn das lichtempfindliche Bauelement des Impulslichtempfängers
gleichzeitig mit intensivem Gleichlicht beaufschlagt wird, was beim Betrieb eines solchen Empfängers
z. B. bei hellem Tageslicht der Fall ist.
Bei dieser bekannten Schaltung wird das einem zu empfangenden Inipulslichtsignal entsprechende elektrische
Impulssignal an einem mit dem lichtempfindlichen Bauelement in Reihe liegenden Widerstand
abgenommen, so daß nur relativ kleine Amplituden des abzugebenden elektrischen Impulssignals zu erreichen
sind. Dieser Arbeitswiderstand muß in Abhängigkeit von der Speisespannung auf die Betriebsdaten
des jeweils verwendeten lichtempfindlichen Bauelements und auf den zu erwartenden Gleichlichtanteil
abgestimmt werden, so daß keine mit Rücksicht auf die Größe des Ausgangssignals und
einer einfachen Widerstandsanpassung an nachfolgende Schaltungen wünschenswerte Freizügigkeit in
der Wahl der Speisespannungen und des Arbeitswiderstands möglich ist. Die Gleichlichtkompcnsation
selbst wird mit Hilfe einer dem lichtempfindlichen Bauelement entgegcngeschaltctcn regelbaren
Spannungsquellc bewirkt.
Es ι t ferner ein Halbleitersystem mit nichtlinearer
Stromspannungscharakteristik bekannt, bei dem eine magnetische Sperrschicht durch ein elektrisches Feld,
durch eine extern einfallende Strahlungsintensität und durch ein magnetisches Feld beeinflußbar ist.
S val. deutsche Patentschrift 955 OSO. Hierdurch soll
der bei Halbleitersperrschicht-Änderungen sehr hohe Dunkelstrom stark reduziert werden. Zur Detektion
w rd die nichtlineare Stromspannungscharakteristik benutzt, die bei einfallender externer Strahlung im
ίο Halbleitersystem auftritt. Eine Anpassung des Halbleitersystems
an eine sich ändernde Gleichstrahlungsintensrät findet hier nicht statt.
Schließlich ist ein Signalaufnahmeelement bekannt, das in Reihe mit einer Gleichstromquelle.
einem Vorwiderstand und der Primärwicklung des Übertragers geschaltet ist, über den die einem
Gleichlicht überlagerten Wechselspannungssignale herausgefiltert werden, vgl. deutsche Auslegeschrift
1043 883 Durch die verschiedene Einstellung des
Vorwiderstandes und der Spannung der Stromquelle kann das in der einen Wicklung des Übertragers entstehende
elektrische Signal geändert werden, eine Kompensation des Gleichlichtanteiles ist jedoch nicht
möglich. Außerdem tritt bei einer Erhöhung des
Siromes in der Primärwicklung eine Änderung des
Lbertragungsverhaltens des Übertragers ein, so daß e ne solche Schaltungsanordnung lediglich bei niedrigen
Frequenzen gut und vorteilhaft arbeitet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen Impuls-
lichtempfänger zu schaffen, der die erwähnten Eigenschaften nicht aufweist und mit einfachen Mitteln die
Abgabe eines relativ großen Ausgangssignals bei innerhalb bestimmter Grenzen beliebig großem Arbeitswiderstand
ermöglicht.
Ausgehend von einem Impulslichtempfänger der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe dadurch
gelöst," daß gemäß der Erfindung die Einrichtung nne regelbare Konstantstromquelle und der Verstärker
ein Differenzverstärker ist, dessen zweitem Eingang eine konstante Vergleichsspannung zugeführt
ist. und daß im Ausgang des Differenzverstärkers eine Serienschaltung aus mindestens einem Widerstand
und einem Kondensator liegt, dessen Integrationskonstante so bemessen ist, daß am Kondensator
eine lediglich vom Gleichlicht abhängige Steuerspannung für die Konstantstromquelle abnehmbar ist,
während am Widerstand ein dem Impulslicht entsprechendes Ausgangssignal über einen weiteren
Kondensator auskoppelbar ist.
Zwar wurde.bereits mit einer älteren Patentanmeldung
ein mit seinem einen Eingang an einer konstanten Vcrgleichsspannung liegender Differenzverstärker
für einen Impulslichtempfänger vorgeschlagen, jedoch wird bei dieser Schaltung die Gleichlichtkompensation
nicht durch einen von einer Konstant-5,tromqueÜe erzeugten Kompensationsstrom vorgenommen,
sondern wird vielmehr durch Zuführung einer am Ausgang des Differenzverstärkers abgenommenen
Steuerspannung an die Basis eines mit einem elektrischen Stcucreingang versehenen Fototransistors
erreicht.
An dem gemäß der Erfindung ausgebildeten Impulslichtempfänger
ist am Ausgang des gleichzeitig für die Glcichlichtkompensation ausgenutzten Differenzveistärkers
eine dem Impulslicht entsprechende Impulsspannung abnehmbar. Durch die Verwendung
des Differenzverstärkers zur Gleichlichtkompensation und den Anschluß eines seiner Eingänge an eine
<f
koiiMante Vergleichsspannung wird erreicht, daß die
Spannung an dem Fotoelement unabhängig von dem jeweils auf das Fotoelement treffenden Gleichlicht
immer etwa auf der Höhe der Vergleichsspannung
jjclu:'ten wird. Die Speisespannung für den gesamten
Inif u!slichtempfänger und auch die Größe des am
Ausgang des Differenzverstärker liegenden Arbeitswiu.rstandes
ist je nach den Erfordernissen frei wählbar. Bei der Wahl des Arbeitswiderstandes ist
!edi'-iüch in Verbindung mit dem in Reihe geschalteten
kondensator die für eine einwandfreie Gleich- ! ich-kompensation erforderliche Integrationskonsi;:P'.'j
einzuhalten.
',,maß einer Weiterentwicklung der Erfindung ist
mi;-.uesiens einem Teil des im Ausgang des Differer'vrstärkers
liegenden Widerstandes eine Diode p;!;-"-ilel geschaltet, so daß je nach Durchlaßrichtung
tk- Diode die impulsförmigen Ausgangssignale des Di \.-renzverstärkers einer Polarität unterdrückbar
si:··1.
Mil Hilfe einer solchen zusätzlich im Ausgangst>.\
■■ ccs Differenzverstärkers vorgesehenen Diode, tu in beide möglichen Richtungen gepolt werden
k::::'. sind alle neben Ausgangssignalen einer aev. ji-chten Pülarität auftretenden anderen Signale zu
I..V.U drücken.
;)ie Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläuu·:;.
Im einzelnen zeigt
'< i g. i eine erste Ausführungsform des semäß der
Liiiindung ausgebildeten Gleichlichtempfängcs.
F i g. 2 eine andere Ausführungsform dieses Cn eichlich tempf ängers.
F i g. 3 einen Gleichlichtempfänger gemäß Fig. 1, dessen Konstantstromquelle durch einen Transistor
realisiert ist. und
F i g. 4 eine Darstellung der Stromspannungs-Kennlinicn gemäß der Erfindung ausgebildeter Impulslichtempfänger
gegenüber einem anderen ohne Gleichtlichtkompensation oder aber mit einer zur Kompensation verwendeten Spannt'iigsquelle arbeitenden
Impulslichtempfänger.
Ein Fotoelement 1, das z.B. eine herkömmliche Fotozelle oder aber ein entsprechender Fotohalbleiter
sein kann, ist in Reih" mit einer Konstaritstromqucllc
2 zwischen einem Bezugspotential und einer Speisespannung ^U1 geschaltet. Zwischen der Speisespannung
:-(/, und der Bezugsspannung liegt außerdem ein aus Widerständen 6 und 7 gebildeter
Spannungsteiler. Ein zwischen den Widerständen 6 und 7 des Spannungsteilers angeschlossener Abgriff
ist auf den einen Eingang eines Differenzverstärkers 3 geschaltet, dcss.:n anderer Eingang mit dem
Verbindungspunkt zwischen dem Fotoelement 1 und der KonstanlstronK|ue!lc2 verbunden ist. Der Ausgang
des Differenzverstärkers 2 ist über einen Widerstand 4 und einen dazu in Reihe geschalteten Kondensator
5 mit der Bezugsspannung verbunden. Zwischen dem Widerstand 4 und dem Kondensator 5 ist
der Stcuereingang der Konstantstromquelle 2 angeschlossen. Der Ausgang des Differenzverstärkers 3 ist
schließlich über einen KoppclkondcnsatorS mit einer
Ausgangsklemme A verbunden, an der das elektrische Alisgangssignal des !mpulslichtempfängcrs abnehmbar
ist.
Wird das Fotoelement 1 gleichzeitig mit intensivem Oleichlicht und einem auszuwertenden Impulslicht beaufschlagt, so wird die sich auf Grund dieses
Lichts am Fotoelement I ausbildende Spannung über den Differenzverstärker 3 auf das aus dem Widerstand
4 und dem Kondensators gebildete Integrationsglied gegeben, das eine solche Integration^kons:ante
aufweist, daß der Gleichlichtanteil am Kondensator 5 eine bestimmte Spannung erzeugt, die als
Steuerspannung auf die Konstantstromquelle 2 gegeben wird. Die Konstantstromquelle 2 liefert daher
einen Kompensationsstrom solcher Größe, daß die ίο am Fotoelement 1 abfallende Spannung wieder etwa
gleich der am Spannungsteiler abgegriffenen Vergleichsspannung U., ist. Über den Kondensator 8
wird der impulsförmige Anteil der unmittelbar am Ausgang des Differenzverstärker-; 3 anstehenden
Spannung ausgekoppelt, der wegen des über den Widerstand I in den Kondensator? fließenden Ladestromes
die volle Impulslichtkompc ..-nte enthält.
Das in F i g. 2 dargestellte Ausfühiurgsbeispiel des
gemäß der Erfindung ausgebildeten Impulslichtempfängers entspricht weitgehend dem in F i g. 1 gezeigten,
so daß gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. In dem Ausgangskreis des
Differenzverstärkers 3 zwischen den Widerständen 4 und dem Kondensators ist ein weiterer Widerstand9
so eingeschaltet, daß die Steuerspannung für die Konstantstromquelle 2 zwischen den Widerständen 4
und 9 abgegriffen wird. Der Widerstand 4 ist dabei mit einer Diode 10 überbrückt, die in F i g. 2 so gepolt
ist. daß über den Kondensators lediglich Impulslichtsignale negativer Polarität als elektrische
Impulsspannung abgegeben werden. Würde dagegen die Diode in umgekehrter Richtung gepolt, so werden
die negativen Impulslichtsignale unterdrückt und nur die positiven Impulslichtsignale in Form einer
positiven elektrischen Impulsspannung am Ausgang/1 abgegeben.
In F i g. 3 ist eine dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel
entsprechende Schaltung dargestellt, bei der die Konstantstromquelle 2 durch einen Transistor
12 realisiert ist. dessen Kollektor-Emitter-Strecke mit dem Fotoelement 1 in Reihe geschaltet
ist. Die Basis des Transistors 12 ist über einen Widerstand 11 mit dem Schaltpunkt zwischen dem
Widerstand 4 und dem Kondensators im Ausgangskreis des Differenzverstärkers 3 verbunden.
In F i g. 4 ist dor durch das Fotoelement 1 fließende
Strom J als Funktion der am Fotoelement 1 auftretenden Spannung U dargestellt. Die Werte für
dii_ Speisespannung U1 und eine Vergleichsspannung
U., sind auf der Abzisse durch gestrichelte Linien eingetragen. Die mit η bezeichnete Gerade gibt die
Strom-Spannungs-Funktion eines einfachen mit dem Fotoelement in Reihe geschalteten Widerstandes an.
an dem das clurcl. Lichtempfang des Fotoelements 1 gegebene Ausgangssignal abnehmbar ist. Wie zu erkennen
ist. wird bei Beaufschlagung des Fotoelements 1 mit Gleichlicht bestimmter Intensität der
Strom J durch das Fotoelement 1 sehr schnell so weit ansteigen, daß an dem Widerstand die volle Speisespannung
Ux abfällt. Fäilt aber an diesem Widerstand
bereits die volle Speisespannung Ux ab, so sind
mit Hilfe des Fotoelements 1 keine Lichtimpulse mehr auszuwerten.
Mit den Kurven/) undc werden dagegen zwei
Kennlinien der gemäß der Erfindung ausgebildeten Schaltung mit unterschiedlich großen Strömen der
Konstantstromquelle bei gleichem Innenwidcrstand angegeben. Die Gleichspannung am Fotoelement
wird dabei unabhängig von der auf das Fotoelement 1 einwirkenden Lichtintensität und den dadurch
erzeugten Strömen vorzugsweise auf dem Wert U., gehalten, der durch die am Spannungsteiler abgenommene
Vcrglcichsspannung gegeben ist. Dieser Wert U., liegt ausreichend niedrig unterhalb der Speisespannung
U1, so daß beim Empfang von Lichtimpulscn
noch ausreichend große Impulsspannungs-Ainplitudcn am Arbeitswiderstand abnehmbar sind.
Der Arbeitswiderstand ist in diesem Fall jeweils durch die Steigung der Kurven /; und c in dem durcl"
die Spannung U2 festgelegten Arbeitspunkt bestimmt
Mit Hilfe des neuen gemäß der Erfindung ausgebildeten Impulslichtempfängers ist daher nicht mn
eine Verstärkung des Ausgangssignals über den ohnehin zur Glcichlichtkumpcnsation verwendeten Verstärker,
sondern gleichzeitig eine freizügige Dimensionierung sowohl des Arbeitswiderstandes als aucl·
der Speisespannung für die gesamte Schaltungsan-ίο Ordnung möglich.
Claims (2)
1. Impulslichtempfä-.iger mit einer der Gleichlichtkompensation
dienenden Einrichtung, die von dem Ausr ■ essignal eines Verstärkers gesteuert
ist. dessen Eingang die am Fotoelement auftretende Spannung zugeführt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine
regelbare Konstantstromquclle und der Verstärker ein Differenzverstärker (3) ist. dessen zweitem
Eingang eine konstante Vergleichsspannung (U1) zugeführt ist. und daß im Ausgang des Differenzverstärkers
(3) eine Serienschaltung aus mindestens einem Widerstand (4.9) und einem
Kondensator (5) liegt, dessen Integrationskonstante so bemessen ist. daß am Kondensator (5)
eine lediglich vom Gleichlicht abhängige Steuerspannung für die Konstantstromquelle (2) abnehmbar
ist. während am Widerstand (4) ein dem Impulslicht entsprechendes Ausgangssignal über
einen weiterer. Kondensator (8) auskoppelbar ist.
2. Impulslichtempfänger nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens einem Teil des im Ausgang des Differenzverstärkers (3) liegenden
Widerstandes (4,9) eine Diode (10) parallel geschaltet ist, so daß je nach Durchlaßrichtung
der Diode (IU) die impulsförmigen Ausgangssignale des Differenz\erstär!.ers (3) einer
Polarität unterdrückbar sind.
Priority Applications (1)
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DE19702002013 DE2002013C3 (de) | 1970-01-17 | 1970-01-17 | Impulshchtempfanger mit Gleichlicht kompensation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19702002013 DE2002013C3 (de) | 1970-01-17 | 1970-01-17 | Impulshchtempfanger mit Gleichlicht kompensation |
Publications (3)
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DE2002013A1 DE2002013A1 (de) | 1971-07-22 |
DE2002013B2 true DE2002013B2 (de) | 1973-05-10 |
DE2002013C3 DE2002013C3 (de) | 1973-12-06 |
Family
ID=5759857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19702002013 Expired DE2002013C3 (de) | 1970-01-17 | 1970-01-17 | Impulshchtempfanger mit Gleichlicht kompensation |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2002013C3 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2506535A1 (de) * | 1974-02-18 | 1975-08-21 | Bofors Ab | Vorrichtung zum regulieren der empfindlichkeit eines empfaengers fuer optische signale |
DE3743766A1 (de) * | 1987-12-23 | 1989-07-13 | Philips Patentverwaltung | Optischer empfaenger |
DE4403985A1 (de) * | 1994-02-07 | 1995-08-10 | Nokia Deutschland Gmbh | Schaltungsanordnung für einen Lichtsignalempfänger |
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DE3336027A1 (de) * | 1983-10-04 | 1985-04-11 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Optoelektronischer empfaenger |
DE4403982A1 (de) * | 1994-02-07 | 1995-08-10 | Gerd Reime | Schaltungsanordnung zum Empfangen von Lichtsignalen |
-
1970
- 1970-01-17 DE DE19702002013 patent/DE2002013C3/de not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE2002013C3 (de) | 1973-12-06 |
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