ITTO971058A1 - Rivelatore di prossimita' con amplificatore di ricezione rapido - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell' invenzione industriale dal titolo :

"Rivelatore di prossimità con amplificatore di rice D 1519 zione rapido",

La presente invenzione si riferisce ad un rivelatore di prossimità, in particolare costituito

da una cellula fotoelettrica, dotato di un amplificatore di ricezione che risponde rapidamente ad

impulsi incidenti.

Generalmente, una cellula fotoelettrica comprende un gruppo emettitore ed un gruppo ricevitore di fasci ottici. In risposta ad impulsi elettrici prodotti da un circuito, elettronico di emissione, un organo optoelettronico emette impulsi

ottici; un organo optoelettronico ricevitore riceve un fascio impulsivo che dipende dalla presenza<'>

o meno di un oggetto sul percorso del fascio emesso, e genera corrispondenti impulsi di corrente,

essendo questi ultimi trattati da un circuito

elettronico di ricezione, per produrre un segnale

di uscita sotto forma di segnale di commutazione, emesso ad esempio con un carico.

E' stato constatato che, nelle cellule fotoelettriche note, l'amplificazione della corrente impulsiva di ricezione avviene troppo lentamente. E' auspicabile disporre di un'amplificazione semplice e veloce del segnale impulsivo ricevuto.

L'invenzione ha lo scopo di realizzare una amplificazione veloce del segnale impulsivo ricevuto da un rivelatore di prossimità con rivelazione di impulsi, utilizzando mezzi semplici e poco onerosi. Il suo ulteriore scopo è di adattare bene tale amplificazione veloce ad un trattamento differenziale del genere utilizzato nelle cellule fotoelettriche per l'eliminazione del sottofondo.

Conformemente all'invenzione, il circuito elettronico di ricezione che tratta gli impulsi ricevuti, presenta un amplificatore di carico ad impedenza di trasferimento dotato di un transistore veloce, la cui base è collegata, da una parte, ad un potenziale alto tramite una capacità in serie con la sorgente di corrente impulsiva, e dall'altra parte, ad un potenziale basso tramite un circuito seriale resistenza - capacità, il cui punto intermedio è collegato al collettore del transistore, tra quest'ultimo ed una resistenza del collettore, mentre una resistenza di guadagno è disposta in parallelo alla resistenza del collettore.

Si realizza così una rivelazione veloce degli impulsi ricevuti tramite mezzi semplici ed a basso consumo.

Preferibilmente, il circuito di ricezione presenta due amplificatori di carico ad impedenza di trasferimento sensibilmente identici, le cui uscite sono collegate ad un comparatore, in modo da permettere un trattamento differenziale degli impulsi ricevuti.

La descrizione effettuata nel seguito relativa ad un modo di realizzazione non limitativo, rende esplicite le caratteristiche dell'invenzione ed i risultati che si possono ottenere con essa.

La figura 1 illustra lo schema di uno stadio di ricezione in una cellula fotoelettrica conforme all'invenzione.

La figura 2 illustra schematicamente un montaggio di amplificatore differenziale su tale stadio.

Lo stadio di ricezione 10 illustrato nella figura 1 è compreso in una cellula fotoelettrica, dotata peraltro di un circuito emettitore che sollecita un organo optoemettitore, in modo che quest'ultimo emetta impulsi ottici. Lo stadio di ricezione 10 comprende un organo optoricevitóre Di, ad esempio un diodo, che riceve impulsi ottici corrispondenti, per formare una sorgente di corrente variabile in funzione della presenza o della prossimità di un oggetto, ad esempio in seguito alla riflessione su quest'ultima del.fascio emesso. Lo stadio 10 comprende un amplificatore di carico ad impedenza di trasferimento 11 che, alla propria uscita, emette il segnale di commutazione S della cellula. Ovviamente, l'esempio descritto si applica anche ad altri rivelatori di prossimità, oltre che a quelli costituiti da cellule fotoelettriche, questi rivelatori funzionando tramite ricezione di impulsi di corrente significativi della prossimità di un oggetto.

L'amplificatore 11 presenta un transistore bipolare veloce Tl, il cui collettore C è collegato tramite una resistenza di collettore R4 ad un potenziale alto Vcc, e l'emettitore E ad un potenziale basso 0V. L'organo optoricevitore DI ha il proprio catodo collegato a Vcc ed il proprio anodo collegato a 0V, tramite una resistenza RI. La base del transistore T1 è collegata, tramite una capacità C1, ad un punto intermedio A tra DI ed RI. Un punto intermedio F situato tra il collettore C di Tl e la propria resistenza di collettore R4, è collegato, tramite una resistenza R2 messa in serie con una capacità C2, al potenziale OV. La base B del transistore Tl è collegata, tramite una resistenza R3, ad un punto intermedio G, situato tra la resistenza R2 e la.capacità C2. Una resistenza R5 che svolge il ruolo di resistenza di guadagno dell'amplificatore è disposta in parallelo alla resistenza R4, essendo collegata da una parte a Vcc, e dall'altra parte al punto F, tramite una capacità C3, ed all'uscita dell'amplificatore.

Lo stadio ricevitore descritto funziona nel seguente modo. Il transistore T1 dell'amplificatore 11 è polarizzato in tensione continua tramite le resistenze R4, R2 ed R3, l'elevato valore di R4 permettendo di limitare il consumo della corrente. Questo consumo è molto più basso rispetto a quello di un amplificatore operativo utilizzato correntemente in .questo tipo di -montaggio. Quando dall'organo DI vengono rivelati impulsi ottici, una corrente impulsiva 1 attraversa DI, una piccola parte di questa corrente attraversando R1, ed una parte più grande di questa corrente attraversando C2, R3 e Cl. La resistenza R3 provoca una elevazione dinamica del potenziale della base B del transistore T1, che passa rapidamente in regime di saturazione; all'uscita dell'amplificatore 11 si ottiene Una risposta veloce agli impulsi ricevuti; questa risposta appare in qualità di segnale di tensione Ξ amplificato, con un guadagno determinato dalla resistenza R5 e che costituisce il segnale di commutazione della cellula. Occorre notare che la rete R2-C2 limita l'influenza della variazione di tensione di collettore del transistore Tl sulla polarizzazione della 'base di Tl. Essa assicura inoltre un punto di polarizzazione medio del collettore di Tl a circa 1.Vbe.

Nella forma di esecuzione della figura 2, appropriata ad una cellula fotoelettrica a·trattamento differenziale, quale una cellula per l'eliminazione del sottofondo, si predispongono due stadi amplificatori come quello appena descritto, i loro elementi identici portando gli stessi riferimenti, dotati dei suffissi A e B. Le sorgenti di corrente DIA e DIB dei due amplificatori appartengono ad esempio ad uno stesso componente rivelatore di posizione (PSD). I rispettivi segnali SIA ed S1B, generati dagli amplificatori HA e 11B, sono gestiti in modo differenziale, essendo applicati ai rispettivi ingressi di un amplificatore comparatore 13, che emette il segnale di commutazione S2 della cellula. La rivelazione differenziale così realizzata è veloce, richiede l'intervento di pochi componenti e consuma una quantità modesta di energia .

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1. Rivelatore di prossimità, in particolare costituito da una cellula fotoelettrica, comprendente almeno un organo ricevitore presentante una sorgente di corrente, che traduce impulsi in funzione della prossimità di un oggetto in impulsi di corrente, ed un circuito elettronico di ricezione che elabora un segnale di commutazione a partire dalla corrente impulsiva, caratterizzato dal fatto che il circuito di ricezione presenta un amplificatore di carico ad impedenza di trasferimento (11), dotato di un transistore veloce (T1), la cui base è collegata, da una parte, ad un potenziale alto (Vcc) tramite una capacità (C1) in serie con la sorgente di corrente impulsiva (D1), e dall'altra parte, ad un potenziale basso (0V), tramite un circuito seriale resistenza (R3) - capacità (C2), il cui punto intermedio è collegato al collettore del transistore, tra quest'ultimo e la sua resistenza di collettore (R4), mentre una resistenza di guadagno (R5) è disposta in parallelo alla resistenza del collettore (R4).
2. 2. Rivelatore conforme alla rivendicazione 1, comprendente due organi optoricevitori (D1A e DIB), caratterizzato dal fatto che il circuito di ricezione presenta due amplificatori di carico ad impedenza dì trasferimento (11A e 11B) sensibìlmente identici, le cui uscite sono collegate ad un comparatore (13).
3. 3. Rivelatore conforme alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il punto intermedio (G) del circuito resistenza (R3) - capacità (C2) è collegato al collettore del transistore (T1), tramite una resistenza {R2) determinata per formare, con la capacità (C2), un filtro che limita l'influenza della variazione di tensione di collettore del transistore sulla sua polarizzazione di base.