RU1824665C - Оптоэлектронный многофункциональный элемент - Google Patents

Abstract

Использование: при разработке импульсных устройств, вырабатывающих сигналы как в цифровой, так и в аналоговой форме. Сущность изобретени : оптоэлектронный многофункциональный элемент содержит светодиод, два фотодиода, транзистор. Введение резисторов позвол ет расширить функциональные возможности элемента путем осуществлени  режимов низкочастотной генерации и порогового элемента. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при разработке импульсных устройств , вырабатывающих сигналы как в цифровой, так и в аналоговой форме.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей многофункционального оптоэлектронного элемента путем получени  дополнительно функций инфранизкочастотной генерации и порогового элемента.

На чертеже представлена принципиальна  схема устройства.

Оптоэлектронный многофункциональный элемент содержит фотодиоды 1 и 2, транзистор 3, резистор 4, светодиод 5. вто- рой и третий резисторы 6. 7, переменный резистор 8. шину источника управл ющего напр жени  9, клемму 10, шину литани  11. Светодиод 5 включен параллельно с вторым резистором 6 и последовательно с шиной питани  11, третьим резистором 7 и коллектором транзистора 3. База транзистора 3 подключена через встречно-последовательно включенные фотодиоды 1, 2, оптически св занные со светодиодом 5, к клемме 10, через резистор 4 - к шине 9 источника управл ющего напр жени , а через переменный резистор 8 - к общей шине источника питани , к которой также подключен эмиттер транзистора 3.

Устройство работает следующим образом .

В режиме высокочастотной генерации клемма 10 подключаетс  к общей шине источника питани , а от источника управл ющего напр жени  9 подаетс  положительное регулирующее напр жение При включении напр жени  питани  из-за положительного смещени , приложенного к базе транзистора 3 через резистор 4. транзистор 3 открываетс  и достигает насыщени . Когда падение напр жени  на резисторе 6 станет больше значени  Упор, где Unop - напр жение, при котором светодиод 5 начнет излучать световой поток, начнет формирование вершина импульса Длительность этого процесса определ етс 

со

с

со ю 4 О О

ел

временем, за которое полностью откроетс  фотодиод 2 и начнетс  процесс рассасывани  зар дов из области базы транзистора 3. С момента полной отсечки транзистора 3 начинаетс  формирование паузы между импульсами , длительность которой зависит от схемной релаксации, обусловленной RC-na- раметрами элементов устройства (а.с.СССР № 894833. кл. Н 03 К 3/26. 1981). Когда закончитс  формирование паузы между импульсами , процесс повторитс  снова, пока на шине 9 будет присутствовать управл ющее напр жение. Измен   его величину, можно измен ть врем  зар да емкостей p-n-переходов светодиода и транзистора, а значит, частоту следовани  импульсов. Измен   величину переменного резистора 8, можно измен ть скважность импульсов. Так, при егауменьшении будет увеличиватьс  пауза между импульсами и уменьшатьс  вершина, поскольку уменьшитс  врем  рассасывани  зар дов из области базы транзистора 3 и увеличитс  врем , за которое транзистор 3 полностью откроетс . И наоборот - при его увеличении.

В режиме запоминани  клемма 10 подключаетс  к шине источника питани  11 + Unur, а на шину 9 от.источника управл ющего напр жени  подаютс  импульсы разной пол рности определенной длительности .

При подаче на шину 9 импульса положительной пол рности транзистор 3 открываетс  и заставл ет светитьс  светодиод 5, который, освеща  фотодиоды 1 и 2, начинает открывать фотодиод 1. создава  положительную обратную св зь. В результате ток базы транзистора 3 еще большее увеличитс  и транзистор 3 перейдет в режим насыщени . После прекращени  действи  управл ющего импульса устройство может находитьс  в возбужденном состо нии как угодно долго.

При подаче на шину 9 импульса отрицательной пол рности транзистор 3 закрываетс , ток его уменьшаетс , что приводит к разрыву цепи положительной обратной св зи , и устройство переходит в невозбужденное состо ние.

Измен   сопротивление переменного резистора 8, можно измен ть напр жение на базе транзистора 3, при котором он начнет открыватьс . Таким образом можно из- мен ть порог срабатывани  данного устройства и использовать его в качестве порогового элемента, реагирующего на уровень входного воздействи , подаваемого на шину 9.

В режиме инфранизкочзстотной генерации клемма 10 также подключаетс  к шине источника питани  11, а на шину 9 от источника управл ющего напр жени  подаетс  положительное напр жение, по уровню равное напр жению, источника питани 

(либо шина 9 непосредственно подключаетс  х шине источника питани  11).

Номинал переменного резистора 8 выбран таким образом, чтобы при нахождении его движка в среднем положении напр жение на базе транзистора 3 вместе с номиналами резисторов 6, 7 определ ло его рабочую точку в активной области, которой соответствует ток коллектора, при котором на транзисторе 3 рассеиваетс  мощность в

512

пределах ( - )Рдоп, где РДОп - допустима  рассеиваема  мощность на транзисторе 3. Вместе с тем шунтирующий резистор 6 ограничивает ток светодиода 5 до значе0 ни , при котором он еще не срабатывает. Вследствие выбранной рабочей точки транзистор 3 начнет разогреватьс , что приведет к увеличению ft и, следовательно, IK. Когда IK достигнет величины, при которой

5 включитс  светодиод 5, замкнетс  положительна  обратна  св зь и транзистор 3 перейдет в насыщение. В результате скачкообразно уменьшитс  сопротивление коллекторно-эмиттерного перехода транзи0 стора 3 и скачкообразно изменитс  перераспределение потребл емой мощности между транзистором 3 и резисторами 6 и 7. В результате снижени  потребл емой мощности транзистора 3 начнет охлаждатьс ,

5 что приведет к уменьшению /3 , б, IK. Когда IK достигнет величины, при которой световой поток светодиода начнет уменьшатьс , произойдет процесс срыва обратной св зи .и устройство перейдет в исходное состо 0 ние. Затем процесс повторитс . Измен   сопротивление резистора 8, можно измен ть рабочую точку транзистора, а, следовательно , врем  разогрева и охлаждени  транзистора, что соответствует изменению

5 частоты генерации. Поскольку нагрев и охлаждение - процессы инерционные, частота генерации будет соответствовать инфрэнизкочастотному диапазону.

По сравнению с прототипом за вл емое

Claims (1)

1. 0 техническое решение обладает расширенными функциональными возможност ми. Введение второго, тоетьего и переменного резисторов позволило дополнительно получить функции порогового элемента и гене5 ратора инфранизкочэстотного диапазона. Вместе с тем. поскольку устройство не содержит таких компонентов электронных схем, как конденсаторы и импульсные трансформаторы, оно обладает высокой технологичностью и может быть изготовлено в интегральном исполнении. Кроме того дл  получени  одной из четырех выполн емых функций не требуетс  внутренней перестройки схемы, а лишь подача управл ющего сигнала. Это дает возможность использовани  данного устройства дл  построени  более сложных устройств с однородной неизмен емой структурой. Формула изобретени  Оптоэлектронный многофункциональный элемент, содержащий транзистор, к коллектору которого подключен первый вывод светодиода, база транзистора подключена к соответствующей шине источника питани  через два встречно-последователь0

   5

   но включенных фотодиода, оптически св занных со световодом, и к источнику управл ющего напр жени  - через первый резистор, эмиттер транзистора соединен с общей шиной источника питани , отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, в него введены второй, третий резисторы и переменный резистор, включенный между базой транзистора и общей шиной источника питани , второй резистор подключен параллельно светодиоду, второй вывод которого соединен с первым выводом третьего рези- стора.-второй вывод которого подключен к шине источника питани .

   k

   6

   I

   -La