RU2521599C1 - Импульсный электронно-оптический преобразователь - Google Patents
Импульсный электронно-оптический преобразователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521599C1 RU2521599C1 RU2012153617/07A RU2012153617A RU2521599C1 RU 2521599 C1 RU2521599 C1 RU 2521599C1 RU 2012153617/07 A RU2012153617/07 A RU 2012153617/07A RU 2012153617 A RU2012153617 A RU 2012153617A RU 2521599 C1 RU2521599 C1 RU 2521599C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- photocathode
- output
- microcontroller
- microchannel plate
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - повышение разрешающей способности с использованием электронно-оптических преобразователей (ЭОП) 3-го поколения в широком диапазоне освещенности и снижение потребляемой мощности. Импульсный ЭОП содержит блок ключевой, включающий первый преобразователь напряжения 1, первый микроконтроллер 2, второй преобразователь напряжения 3, формирователь импульсов 4; блок питания, включающий второй микроконтроллер 5, аналого-цифровой преобразователь 6, первый и второй цифроаналоговые преобразователи 7 и 8, усилитель 9, усилитель микроканальной пластины 10, усилитель экрана 11, умножитель микроканальной пластины 12, умножитель экрана 13, умножитель фотокатода 14; блок вакуумный, включающий экран 15, микроканальную пластину 16 и фотокатод 17. Второй преобразователь напряжения 3 обеспечивает формирование высоковольтного напряжения для формирователя импульсов 4. При работе в непрерывном режиме второй преобразователь напряжения 3 выключается, обеспечивая экономию энергии внешнего источника питания. При этом постоянное напряжение фотокатода формируется с помощью умножителя фотокатода 14. Умножитель микроканальной пластины 12 формирует напряжение для формирователя импульсов 4, которое обеспечивает активное запирание фотокатодного промежутка при работе в импульсном режиме. 1 ил.
Description
Предлагаемое устройство относится к области оптоэлектротехники и может быть использовано в комплексе с другими устройствами для получения возможности обнаружения объектов и обеспечения технологических операций с использованием электронно-оптических преобразователей (ЭОП) 3-го поколения в широком диапазоне освещенности.
Известно устройство, содержащее блок вакуумный с экраном, микроканальной пластиной и фотокатодом, умножители экрана, микроканальной пластины, фотокатода, формирователь импульсов напряжения фотокатода, устройство регулирования скважности импульсов, устройство автоматического регулирования яркости экрана и защиты от ярких засветок, трансформатор, генератор импульсов с устройствами регулировки, устройство обратной связи, последовательный элемент в цепи напряжения микроканальной пластины (патент США №5949063).
Недостатком известного устройства является низкая нагрузочная способность источника импульсного напряжения фотокатода, что не позволяет обеспечить требуемую скважность и амплитуду высоковольтных импульсов фотокатодного напряжения для ЭОП 3-го поколения с номинальной амплитудой 800 В.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является импульсный электронно-оптический преобразователь, который содержит блок ключевой, включающий преобразователь напряжения, микроконтроллер, формирователь импульсов; блок питания, включающий микроконтроллер, аналого-цифровой преобразователь, два цифроаналоговых преобразователя, усилитель, усилители микроканальной пластины и экрана, умножители микроканальной пластины, экрана, фотокатода; блок вакуумный, включающий экран, микроканальную пластину и фотокатод (заявка №2011115998, дата приоритета 22.04.2011 г.)
Недостатком наиболее близкого технического решения является низкая нагрузочная способность источника импульсного напряжения фотокатода, что не позволяет обеспечить требуемую скважность и амплитуду высоковольтных импульсов фотокатодного напряжения для ЭОП 3-го поколения с номинальной амплитудой 800 В. Указанный недостаток связан с применением общего источника питания для формирования напряжения экрана и импульсного напряжения фотокотода. Кроме того, устройство не имеет функции электронного запирания фотокатодного промежутка ЭОП обратным напряжением, что не позволяет обеспечить требуемую разрешающую способность ЭОП 3-го поколения в импульсном режиме.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение требуемой скважности и амплитуды высоковольтных импульсов фотокатодного напряжения для работы ЭОП 3-го поколения в импульсном режиме и повышение стабильности яркости свечения экрана и разрешающей способности ЭОП 3-го поколения в широком диапазоне значений освещенности фотокатода, характеристик блока вакуумного и температуры окружающей среды путем введения отдельного источника питания с электронным запиранием для формирования импульсного напряжения фотокатода ЭОП 3-го поколения.
Поставленная задача решается тем, что в устройство, включающее блок вакуумный, содержащий микроканальную пластину, экран, фотокатод, блок ключевой, содержащий первый преобразователь напряжения, первый микроконтроллер, формирователь импульсов, блок питания, содержащий второй микроконтроллер, аналого-цифровой преобразователь, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, усилитель, усилители микроканальной пластины и экрана, умножители микроканальной пластины, экрана, фотокатода, при этом выход первого преобразователя напряжения соединен с первыми входами первого микроконтроллера, формирователя импульсов, второго микроконтроллера, первого и второго цифроаналоговых преобразователей, усилителя, усилителей микроканальной пластины и экрана, второй вход первого микроконтроллера соединен с первым выходом второго микроконтроллера, первый выход первого микроконтроллера соединен со вторым входом формирователя импульсов, первый выход которого соединен со входом фотокатода, второй вход второго микроконтроллера соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй и третий выходы второго микроконтроллера соединены со вторыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом усилителя, вторые входы усилителей микроканальной пластины и экрана соединены с выходами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, выход усилителя микроканальной пластины соединен со входом умножителя микроканальной пластины, выход усилителя экрана соединен со входами умножителей экрана и фотокатода, первый выход умножителя микроканальной пластины соединен с первым входом микроканальной пластины, второй выход умножителя микроканальной пластины соединен со вторым входом микроканальной пластины, первый выход умножителя экрана соединен со входом экрана, второй выход умножителя экрана соединен со вторым входом усилителя, выход умножителя фотокатода соединен со входом фотокатода, вход первого преобразователя напряжения соединен с источником питания, третий вход первого микроконтроллера соединен с шиной данных, введен в блок ключевой второй преобразователь напряжения, при этом первый вход второго преобразователя напряжения соединен с выходом первого преобразователя напряжения, второй вход второго преобразователя напряжения соединен со вторым выходом первого микроконтроллера, третий вход второго преобразователя напряжения соединен со вторым выходом умножителя микроканальной пластины, выход второго преобразователя напряжения соединен с третьим входом формирователя импульсов, четвертый вход формирователя импульсов соединен с третьим выходом умножителя микроканальной пластины, третий вход второго микроконтроллера соединен с шиной данных.
При изменении светового потока на фотокатоде импульсного ЭОП сигнал, пропорциональный току экрана, поступает на усилитель блока питания, а с усилителя - на аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера блока питания. Код аналого-цифрового преобразователя используется микроконтроллером блока питания для анализа режима работы импульсного ЭОП и передачи данных в блок ключевой. Стабилизация тока экрана осуществляется микроконтроллером блока питания за счет изменения напряжения микроканальной пластины как в непрерывном, так и в импульсном режиме. Импульсный режим обеспечивает расширение динамического диапазона освещенности ЭОП за счет снижения среднего значения тока экрана, которое при фиксированном значении освещенности обратно пропорционально скважности импульсов фотокатодного напряжения. Микроконтроллер блока питания дает команду на включение соответствующего режима блоку управления при выполнении совокупности условий переключения. В случае увеличения освещенности ключевым условием перехода из непрерывного режима в импульсный является достижение нижнего предельного значения напряжения микроканальной пластины в процессе стабилизации тока экрана. В случае уменьшения освещенности ключевым условием перехода из импульсного режима в непрерывный является достижение нижнего предельного значения тока экрана при номинальном значении напряжения микроканальной пластины. В соответствии с полученными данными блок управления изменяет длительность и период следования управляющих сигналов, поступающих на формирователь импульсов, обеспечивая непрерывный или импульсный режим работы фотокатода.
Для формирования напряжения фотокатода в непрерывном режиме достаточно маломощного источника питания, общего для умножителя экрана и умножителя микроканальной пластины. Для обеспечения высокой разрешающей способности ЭОП в импульсном режиме требуется формирование высоковольтных импульсов с амплитудой, равной номинальному значению напряжения фотокатода, и минимально возможной длительностью фронтов. Для решения этой задачи используется дополнительный мощный источник питания, способный обеспечить быстрый заряд и разряд фотокатодного промежутка ЭОП 3-го поколения при работе в импульсном режиме. В непрерывном режиме дополнительный источник питания выключен для экономии потребляемой мощности.
Таким образом обеспечивается стабильность яркости свечения экрана, защита импульсного ЭОП от протекания чрезмерных токов при ярких световых вспышках и достигается сохранение разрешающей способности импульсного ЭОП за счет сохранения номинального значения напряжения фотокатода во всем рабочем диапазоне освещенности. При этом экономия потребляемой мощности в непрерывном режиме обеспечивается за счет отключения дополнительного источника питания фотокатода.
Настройка параметров и программирование микроконтроллера импульсного ЭОП осуществляется посредством последовательной шины данных.
Заявителем не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого изобретения. Импульсный электронно-оптический преобразователь с заявляемой совокупностью существенных признаков в известных источниках информации также не обнаружен.
На рисунке представлена структурная схема предлагаемого устройства.
Импульсный электронно-оптический преобразователь содержит блок ключевой, включающий первый преобразователь напряжения 1, первый микроконтроллер 2, второй преобразователь напряжения 3, формирователь импульсов 4; блок питания, включающий второй микроконтроллер 5, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, первый и второй цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) 7 и 8, усилитель 9, усилитель микроканальной пластины (усилитель МКП) 10, усилитель экрана 11, умножитель микроканальной пластины (умножитель МКП) 12, умножитель экрана 13, умножитель фотокатода 14; блок вакуумный, включающий экран 15, микроканальную пластину (МКП) 16 и фотокатод 17.
Первый преобразователь напряжения 1 формирует стабильное напряжение, необходимое для работы элементов, входящих в состав импульсного ЭОП. Первый микроконтроллер 2 предназначен для управления режимами работы блока питания и формирования импульсов управления для преобразователя напряжения 3 и формирователя импульсов 4. Второй преобразователь напряжения 3 формирует высокое постоянное напряжение для формирователя импульсов 4. Формирователь импульсов 4 предназначен для формирования импульсного напряжения Uфk. Микроконтроллер 5 предназначен для управления режимами работы блока питания, передачи данных в блок ключевой и корректировки выходных напряжений в зависимости от внешних воздействующих факторов. АЦП 6 и усилитель 9 предназначены для преобразования и передачи сигнала, пропорционального среднему току экрана, в микроконтроллер 5. Первый 7 и второй 8 ЦАП задают режимы работы для усилителя МКП 10 и усилителя экрана И. Усилитель МКП 10 предназначен для формирования синусоидального напряжения, которое подается на умножитель МКП 12. Усилитель экрана 11 предназначен для формирования синусоидального напряжения, которое подается на умножитель экрана 13 и умножитель фотокатода 14. Умножитель МКП 12 формирует высокое постоянное напряжение Uмкп и Uзап. Умножитель экрана 13 формирует высокое постоянное напряжение Uэ. Умножитель фотокатода 14 формирует высокое постоянное напряжение Uфk. Блок вакуумный усиливает слабые оптические сигналы и преобразует входное излучение ближнего инфракрасного диапазона в излучение видимого спектра, доступное для восприятия человеком.
Импульсный ЭОП работает следующим образом. Напряжение питания Uпит подается на первый преобразователь напряжения 1, где формируется стабильное напряжение питания для функциональных элементов импульсного ЭОП. Микроконтроллер 2 управляет режимами работы преобразователя напряжения 3 и формирователя импульсов 4. Второй преобразователь напряжения 3 по команде микроконтроллера 2 и в соответствии с поступающими от него данными формирует высокое постоянное напряжение для формирователя импульсов 4. Формирователь импульсов 4 формирует импульсное напряжение Uфk в соответствии с управляющими сигналами, поступающими от микроконтроллера 2 при работе ЭОП в импульсном режиме. Микроконтроллер 5 выдает на первый ЦАП 7 и второй ЦАП 8 управляющие коды в зависимости от предустановленных параметров, температуры окружающей среды и данных, поступающих от АЦП 6. Первый ЦАП 7 управляет усилителем экрана 11, таким образом производится предустановка и регулировка значений напряжения Uэ, а также Uфk в непрерывном режиме. Второй ЦАП 8 управляет усилителем МКП 10, таким образом производится предустановка и регулировка значения напряжения Uмкп. Умножитель МКП 12 преобразует выходное напряжение усилителя МКП 10 и формирует постоянное напряжение Uзап, которое поступает на формирователь импульсов 4, и напряжение Uмкп, которое поступает на МКП 16 и второй преобразователь напряжения 3. Умножитель фотокатода 14 преобразует выходное напряжение усилителя экрана 11 и формирует постоянное напряжение Uфk. Умножитель экрана 13 преобразует выходное напряжение усилителя экрана 11 и формирует постоянное напряжение Uэ, которое поступает на экран 15. Для контроля параметров блока вакуумного используется сигнал, пропорциональный току экрана. Этот сигнал преобразуется усилителем 9 и поступает на вход АЦП 6. На выходе АЦП 6 формируется цифровой код, который считывается микроконтроллером 5 и используется для анализа и управления режимами работы импульсного ЭОП и передачи данных в микроконтроллер 2. В соответствии с полученными данными микроконтроллер 2 формирует управляющие сигналы, поступающие на преобразователь напряжения 3 и формирователь импульсов 4.
Таким образом, за счет применения раздельных источников питания для формирования фотокатодного напряжения в непрерывном и импульсном режимах (в непрерывном режиме работает экономичный источник постоянного напряжения фотокатода, в импульсном режиме включается мощный источник импульсного напряжения фотокатода с функцией электронного запирания фотокатодного промежутка) обеспечиваются работа и высокая разрешающая способность ЭОП 3-го поколения в импульсном режиме при высоком уровне освещенности фотокатода, в том числе и при резком изменении освещенности, и сохраняется низкий уровень потребления мощности при работе в непрерывном режиме, что важно при использовании ЭОП в приборах с автономным батарейным питанием.
Claims (1)
- Импульсный электронно-оптический преобразователь, включающий блок вакуумный, содержащий микроканальную пластину, экран, фотокатод, блок ключевой, содержащий первый преобразователь напряжения, первый микроконтроллер, формирователь импульсов, блок питания, содержащий второй микроконтроллер, аналого-цифровой преобразователь, первый и второй цифроаналоговые преобразователи, усилитель, усилители микроканальной пластины и экрана, умножители микроканальной пластины, экрана, фотокатода, при этом выход первого преобразователя напряжения соединен с первыми входами первого микроконтроллера, формирователя импульсов, второго микроконтроллера, первого и второго цифроаналоговых преобразователей, усилителя, усилителей микроканальной пластины и экрана, второй вход первого микроконтроллера соединен с первым выходом второго микроконтроллера, первый выход первого микроконтроллера соединен со вторым входом формирователя импульсов, первый выход которого соединен со входом фотокатода, второй вход второго микроконтроллера соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, второй и третий выходы второго микроконтроллера соединены со вторыми входами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом усилителя, вторые входы усилителей микроканальной пластины и экрана соединены с выходами первого и второго цифроаналоговых преобразователей, выход усилителя микроканальной пластины соединен со входом умножителя микроканальной пластины, выход усилителя экрана соединен со входами умножителей экрана и фотокатода, первый выход умножителя микроканальной пластины соединен с первым входом микроканальной пластины, второй выход умножителя микроканальной пластины соединен со вторым входом микроканальной пластины, первый выход умножителя экрана соединен со входом экрана, второй выход умножителя экрана соединен со вторым входом усилителя, выход умножителя фотокатода соединен со входом фотокатода, вход первого преобразователя напряжения соединен с источником питания, третий вход первого микроконтроллера соединен с шиной данных, отличающийся тем, что в блок ключевой введен второй преобразователь напряжения, при этом первый вход второго преобразователя напряжения соединен с выходом первого преобразователя напряжения, второй вход второго преобразователя напряжения соединен со вторым выходом первого микроконтроллера, третий вход второго преобразователя напряжения соединен со вторым выходом умножителя микроканальной пластины, выход второго преобразователя напряжения соединен с третьим входом формирователя импульсов, четвертый вход формирователя импульсов соединен с третьим выходом умножителя микроканальной пластины, третий вход второго микроконтроллера соединен с шиной данных.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012153617/07A RU2521599C1 (ru) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Импульсный электронно-оптический преобразователь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012153617/07A RU2521599C1 (ru) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Импульсный электронно-оптический преобразователь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012153617A RU2012153617A (ru) | 2014-06-27 |
RU2521599C1 true RU2521599C1 (ru) | 2014-07-10 |
Family
ID=51215714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012153617/07A RU2521599C1 (ru) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | Импульсный электронно-оптический преобразователь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2521599C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU174564U1 (ru) * | 2017-06-13 | 2017-10-20 | Анатолий Александрович Катаев | Электронно-оптический преобразователь |
RU174581U1 (ru) * | 2017-06-13 | 2017-10-23 | Анатолий Александрович Катаев | Электронно-оптический преобразователь |
RU207151U1 (ru) * | 2021-03-09 | 2021-10-14 | Дмитрий Владимирович Крюков | Вторичный источник питания для электронно-оптического преобразователя |
RU208346U1 (ru) * | 2021-09-28 | 2021-12-14 | Денис Сергеевич Ширшиков | Высоковольтный источник статического напряжения для электронно-оптического преобразователя |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2045078C1 (ru) * | 1991-06-19 | 1995-09-27 | Санкт-Петербургский государственный университет | Устройство для регистрации заряженных частиц |
US5949063A (en) * | 1997-07-28 | 1999-09-07 | Saldana; Michael R. | Night vision device having improved automatic brightness control and bright-source protection, improved power supply for such a night vision device, and method of its operation |
US6157021A (en) * | 1998-11-02 | 2000-12-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Active regulator for image intensifier power supply |
WO2005015269A2 (en) * | 2003-06-25 | 2005-02-17 | Litton Systems, Inc. | Night viewer accommodating multiple image tube types |
EP1224685B1 (en) * | 1999-09-30 | 2005-12-14 | Litton Systems, Inc. | Improved power supply for night viewers |
RU77053U1 (ru) * | 2008-02-07 | 2008-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" | Устройство считывания сцинтилляционного сигнала |
-
2012
- 2012-12-11 RU RU2012153617/07A patent/RU2521599C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2045078C1 (ru) * | 1991-06-19 | 1995-09-27 | Санкт-Петербургский государственный университет | Устройство для регистрации заряженных частиц |
US5949063A (en) * | 1997-07-28 | 1999-09-07 | Saldana; Michael R. | Night vision device having improved automatic brightness control and bright-source protection, improved power supply for such a night vision device, and method of its operation |
US6157021A (en) * | 1998-11-02 | 2000-12-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Active regulator for image intensifier power supply |
EP1224685B1 (en) * | 1999-09-30 | 2005-12-14 | Litton Systems, Inc. | Improved power supply for night viewers |
WO2005015269A2 (en) * | 2003-06-25 | 2005-02-17 | Litton Systems, Inc. | Night viewer accommodating multiple image tube types |
RU77053U1 (ru) * | 2008-02-07 | 2008-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" | Устройство считывания сцинтилляционного сигнала |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU174564U1 (ru) * | 2017-06-13 | 2017-10-20 | Анатолий Александрович Катаев | Электронно-оптический преобразователь |
RU174581U1 (ru) * | 2017-06-13 | 2017-10-23 | Анатолий Александрович Катаев | Электронно-оптический преобразователь |
RU207151U1 (ru) * | 2021-03-09 | 2021-10-14 | Дмитрий Владимирович Крюков | Вторичный источник питания для электронно-оптического преобразователя |
RU208346U1 (ru) * | 2021-09-28 | 2021-12-14 | Денис Сергеевич Ширшиков | Высоковольтный источник статического напряжения для электронно-оптического преобразователя |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012153617A (ru) | 2014-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2521599C1 (ru) | Импульсный электронно-оптический преобразователь | |
RU2473146C2 (ru) | Импульсный электронно-оптический преобразователь | |
EP2450770A3 (en) | Discontinuous conduction current mode maximum power limitation photovoltaic converter | |
TWI514919B (zh) | Optical power control system and optical power control device and pulse generation module group | |
CN202791666U (zh) | 一种led背光源及显示器 | |
JP2012010464A (ja) | 負荷駆動装置 | |
EP3457814A1 (en) | Dimming control optimization system | |
US8736469B2 (en) | Method and system for minimizing variation of converter voltage reference | |
CN101330792A (zh) | 调光电路及调光方法 | |
CN102074431A (zh) | 一种电子直线加速器用的电子枪控制电路 | |
WO2014008199A3 (en) | Transformerless switched mode night vision device power supply | |
RU129295U1 (ru) | Импульсный электронно-оптический преобразователь | |
EP2544513B1 (en) | Method for controlling the output power of a gas discharge lamp and an electronic ballast | |
CN204707309U (zh) | 一种基于pwm的调光电路 | |
Liu et al. | Study of pulse width modulated LED for enhancing the power efficiency of dye-sensitized solar cells | |
RU2342737C2 (ru) | Вторичный импульсный источник питания для электронно-оптического преобразователя | |
TWI442377B (zh) | Liquid crystal backlight with dimming circuit | |
CN104853486A (zh) | 一种基于pwm的调光电路 | |
RU2346353C1 (ru) | Способ подачи питающих напряжений на электронно-оптический преобразователь и устройство для его реализации | |
RU136923U1 (ru) | Устройство возбуждения безэлектродной сверхвысокочастотной газоразрядной лампы | |
JP5366142B2 (ja) | 液晶ディスプレイ装置および発光装置 | |
JP3214350U (ja) | 調光制御最適化システム | |
RU45862U1 (ru) | Вторичный источник питания для электронно-оптического преобразователя | |
RU207151U1 (ru) | Вторичный источник питания для электронно-оптического преобразователя | |
RU68779U1 (ru) | Вторичный источник питания для электронно-оптического преобразователя |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20180206 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |