RU73074U1 - LIGHT FREQUENCY CONVERTER - Google Patents
LIGHT FREQUENCY CONVERTER Download PDFInfo
- Publication number
- RU73074U1 RU73074U1 RU2008101766/22U RU2008101766U RU73074U1 RU 73074 U1 RU73074 U1 RU 73074U1 RU 2008101766/22 U RU2008101766/22 U RU 2008101766/22U RU 2008101766 U RU2008101766 U RU 2008101766U RU 73074 U1 RU73074 U1 RU 73074U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- photodiode
- schmitt trigger
- capacitor
- amplifier
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в устройствах измерения светового и рентгеновского излучения. Техническим результатом является повышение чувствительности и точности измерения слабого излучения. Преобразователь содержит фотодиод 1, переключатель 2, источник напряжения питания 3, делитель напряжения 4 на резисторах 5 и 6, дифференциальный усилитель 7 с конденсатором 8 и резистором 9 в цепях обратной связи и триггер Шмитта 10 на логическом повторителе 1 с резисторами 12 и 13. При освещении фотодиода 1 линейно заряжается конденсатор 8 и повышается выходное напряжение усилителя 7 до порога срабатывания триггера Шмитта 10, задаваемого напряжением питания и отношением резисторов 13 и 12. После срабатывания триггера Шмитта 10 фотодиод 1 подключается к усилителю 7 в противоположном направлении, и конденсатор 8 разряжается до исходного состояния. Частота срабатывания триггера Шмитта линейно зависит от освещенности фотодиода. 1 ил.The utility model relates to measuring technique and can be used in devices for measuring light and x-ray radiation. The technical result is to increase the sensitivity and accuracy of measurement of weak radiation. The converter contains a photodiode 1, a switch 2, a power supply 3, a voltage divider 4 on resistors 5 and 6, a differential amplifier 7 with a capacitor 8 and a resistor 9 in the feedback circuits, and Schmitt trigger 10 on the logical repeater 1 with resistors 12 and 13. With In the illumination of photodiode 1, the capacitor 8 is linearly charged and the output voltage of the amplifier 7 increases to the threshold of the Schmitt trigger 10, set by the supply voltage and the ratio of resistors 13 and 12. After the Schmitt trigger 10 fires, the photodiode 1 is connected to the amplifier 7 in the opposite direction, and the capacitor 8 is discharged to its original state. The frequency of the Schmitt trigger linearly depends on the illumination of the photodiode. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в различных устройствах измерения интенсивности светового и рентгеновского излучения.The utility model relates to measuring technique and can be used in various devices for measuring the intensity of light and x-ray radiation.
Известно устройство для преобразования светового излучения в частоту импульсов, содержащее фотодиод, коммутирующий элемент, дифференциальный усилитель и источник опорного напряжения (Гуртьев Л.П., Козачок А.Г., Нечаев В.Г. Фотометр. Авт.свид. СССР на изобретение №1116325, МПК G01J 1/44 от 30.09.84, Бюл. №36, 1984 г.).A device for converting light radiation into a pulse frequency containing a photodiode, a switching element, a differential amplifier and a reference voltage source (Gurtiev L.P., Kozachok A.G., Nechaev V.G. Photometer. Autosvid. USSR on invention No. 1116325, IPC G01J 1/44 dated 09.30.84, Bull. No. 36, 1984).
Недостатком данного устройства является низкая чувствительность и невысокая точность преобразования, которые ограничиваются тем, что частота выходных импульсов пропорциональна отношению фототока к собственной барьерной емкости фотодиода, которая характеризуется большой температурной нестабильностью и нелинейно зависит от обратного напряжения фотодиода. Кроме того, на результат преобразования оказывают влияние входной ток и напряжение начального смещения дифференциального усилителя, ограничивающие чувствительность и точность устройства.The disadvantage of this device is the low sensitivity and low conversion accuracy, which are limited by the fact that the frequency of the output pulses is proportional to the ratio of the photocurrent to the barrier capacitance of the photodiode, which is characterized by high temperature instability and nonlinearly depends on the reverse voltage of the photodiode. In addition, the input current and the initial bias voltage of the differential amplifier affect the result of the conversion, limiting the sensitivity and accuracy of the device.
Известен также светочастотный преобразователь, содержащий источник питающего напряжения с резистивным делителем, фотодиоды, конденсаторы, дифференциальные усилители и ключевые элементы (Крупецкий Г.М., Орловский Э.В. Светочастотный преобразователь. Авт.свид. СССР на изобретение №976305, МПК G01J 1/44 от 23.11.82, Бюл. №3, 1982 г.).Also known is a light-frequency converter containing a power source with a resistive divider, photodiodes, capacitors, differential amplifiers and key elements (Krupetskiy G.M., Orlovsky E.V. Light-frequency converter. Autosvid. USSR for the invention No. 976305, IPC G01J 1 / 44 dated 11.23.82, Bull. No. 3, 1982).
В этом устройстве чувствительность ограничивается низкой скоростью заряда времязадающего конденсатора выходным током фотодиода. Например, при малой интенсивности светового потока ток фотодиода IФД≈0,1 мкА заряжает времязадающий конденсатор С≈100 пФ со скоростью, составляющей VЗАР≈IФД/С≈1·10-7/1·10-10≈1 В/мс до уровня, примерно равного половине напряжения питания UП≈5 В, поэтому частота выходных импульсов составляет всего fВЫХ≈IФД/UПC≈200 Гц, а чувствительность устройства ограничивается In this device, the sensitivity is limited by the low charge rate of the timing capacitor with the output current of the photodiode. For example, at a low light flux intensity, the current of the photodiode I PD ≈0.1 μA charges the time-setting capacitor C≈100 pF with a speed of V ZAR ≈I PD / C≈1 · 10 -7 / 1 · 10 -10 ≈1 V / ms to a level approximately equal to half the supply voltage U P ≈5 B, so that the frequency of output pulses is only f OUT ≈I FD / U n C≈200 Hz and the sensitivity of the device is limited
на уровне S=fВЫХ/IФД≈200/0,1≈2 кГц/мкА. При таком токе фотодиода наличие входного тока усилителя IВХ≈10 нА приводит к изменению частоты на 10%, что ограничивает точность преобразования устройства.at the level S = f OUT / I PD ≈200 / 0.1≈2 kHz / μA. With this photodiode current, the presence of the input current of the amplifier I BX ≈10 nA leads to a frequency change of 10%, which limits the accuracy of the conversion of the device.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является светочастотный преобразователь, содержащий фотодиод, конденсатор, источник напряжения питания с делителем напряжения на двух резисторах, триггер Шмитта и ключевой элемент (Куклин Ю.Д. Преобразователь освещенность - частота. Авт.свид. СССР на изобретение №1679210, МПК G01J 1/44 от 23.09.91, Бюл. №35, 1991 г.).The closest in technical essence to the utility model is a light-frequency converter containing a photodiode, a capacitor, a voltage source with a voltage divider on two resistors, a Schmitt trigger and a key element (Kuklin Yu.D. Illumination-frequency converter. Autosvid. USSR for invention No. 1679210, IPC G01J 1/44 of 09/23/91, Bull. No. 35, 1991).
Недостатком данного устройства является относительно невысокая чувствительность, которая ограничивается низкой скоростью заряда конденсатора малым током фотодиода при слабом световом потоке. Согласно принципу действия этого устройства, заряд конденсатора С выходным током IФД фотодиода выполняется в диапазоне, составляющем примерно 1/3 напряжения питания UП за время, определяемое выражением tЗАР≈0,33UПС/IФД, а частота выходных импульсов составляет fВЫХ≈1/tЗАР≈IФД/0,33UПC. Например, при выходном токе фотодиода порядка IФД≈0,1 мкА, типовом напряжении питания UП≈6 В и емкости конденсатора С≈100 пФ частота импульсов составляет fВЫХ≈1·10-7/2·10-10≈500 Гц, а чувствительность ограничивается на уровне S=fВЫХ/IФД≈500/0,1≈5 кГц/мкА. Кроме того, в данном устройстве триггер Шмитта реализован на RS-триггере с дифференциальными усилителями на входах, сравнивающими напряжение на конденсаторе с разными пороговыми уровнями, поэтому изменение напряжения смещения UСМ усилителей приводит к дополнительной погрешности, ограничивающей точность преобразования устройства.The disadvantage of this device is the relatively low sensitivity, which is limited by the low charge rate of the capacitor with a small current of the photodiode with a low light flux. According to the principle of operation of this device, the charge of the capacitor With the output current I of the PD photodiode is in the range of about 1/3 of the supply voltage U P for the time determined by the expression t ZAR ≈0.33 U P C / I PD , and the frequency of the output pulses is f eXIT ≈1 / t Zar ≈I FD / 0,33U P C. For example, when the output current I of the order of photodiode PD ≈0,1 microamps, typically the supply voltage U B and U ≈6 S≈100 pF capacitor capacitance is the pulse frequency f EXIT ≈1 · 10 -7 / 2 · 10 -10 ≈500 Hz, and the sensitivity is limited at the level S = f OUT / I PD ≈500 / 0.1≈5 kHz / μA. In addition, in this device, the Schmitt trigger is implemented on an RS-trigger with differential amplifiers at the inputs comparing the voltage across the capacitor with different threshold levels, therefore, a change in the bias voltage U of the CM amplifiers leads to an additional error limiting the accuracy of the device conversion.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение чувствительности и точности преобразования слабых световых сигналов в частоту импульсов напряжения.The technical result, which is achieved by the claimed utility model, is to increase the sensitivity and accuracy of converting weak light signals to the frequency of voltage pulses.
Для достижения этого технического результата в светочастотный преобразователь, содержащий фотодиод, времязадающий конденсатор, источник To achieve this technical result, a light-frequency converter containing a photodiode, a timing capacitor, a source
питающего напряжения с подключенным к нему делителем напряжения на двух резисторах, дифференциальный усилитель, триггер Шмитта и ключевой элемент, дополнительно установлен третий резистор, который включен между неинвертирующим входом и выходом дифференциального усилителя. Кроме того, в качестве ключевого элемента применен двухканальный переключатель на два направления, два входа которого подключены соответственно к аноду и катоду фотодиода, первый и четвертый выходы переключателя объединены и подключены к инвертирующему входу дифференциального усилителя, а второй и третий выходы переключателя соединены соответственно с нулевой цепью и источником напряжения питания. При этом выход источника напряжения питания через делитель напряжения подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя, выход которого через времязадающий конденсатор подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя и входу триггера Шмитта, выход которого соединен с управляющим входом переключателя и является выходом устройства. В качестве триггера Шмитта применен логический повторитель КМОП типа, на входе которого установлен четвертый резистор, а между его входом выходом включен пятый резистор, выполняющий функцию элемента положительной обратной связи.supply voltage with a voltage divider connected to it on two resistors, a differential amplifier, Schmitt trigger and a key element, an additional third resistor is installed, which is connected between the non-inverting input and the output of the differential amplifier. In addition, a two-channel two-way switch is used as a key element, two inputs of which are connected respectively to the anode and cathode of the photodiode, the first and fourth outputs of the switch are combined and connected to the inverting input of the differential amplifier, and the second and third outputs of the switch are connected respectively to the zero circuit and a power source. In this case, the output of the power supply voltage through the voltage divider is connected to a non-inverting input of the differential amplifier, the output of which through a timing capacitor is connected to the inverting input of the differential amplifier and the input of the Schmitt trigger, the output of which is connected to the control input of the switch and is the output of the device. As a Schmitt trigger, a CMOS type logical repeater is used, at the input of which a fourth resistor is installed, and a fifth resistor is included between its input and the output acts as a positive feedback element.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется фигурой, на которой показана схема преобразователя.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the figure, which shows a diagram of the Converter.
Светочастотный преобразователь содержит фотодиод 1, двухканальный переключатель 2, источник напряжения 3, делитель напряжения 4 на двух резисторах 5 и 6, дифференциальный усилитель 7 с конденсатором 8 в цепи отрицательной обратной связи и с резистором 9 в цепи положительной обратной связи, а также триггер Шмитта 10, собранный на логическом повторителе 11 с резисторами 12 и 13 на входе и в цепи обратной связи.The light-frequency converter contains a photodiode 1, a two-channel switch 2, a voltage source 3, a voltage divider 4 on two resistors 5 and 6, a differential amplifier 7 with a capacitor 8 in the negative feedback circuit and with a resistor 9 in the positive feedback circuit, as well as a Schmitt trigger 10 assembled on a logical repeater 11 with resistors 12 and 13 at the input and in the feedback circuit.
Преобразователь работает следующим образом.The converter operates as follows.
Под действием падающего на фотодиод 1 светового излучения генерируется фототок IФД, значение которого прямо пропорционально силе света.Under the influence of the light radiation incident on the photodiode 1, a photocurrent I PD is generated, the value of which is directly proportional to the light intensity.
В первом такте преобразования анод фотодиода 1 через переключатель 2 соединяется с нулевой цепью, а катод - с инвертирующим входом дифференциального усилителя 7. Выходным током фотодиода 1 линейно заряжается конденсатор 8. В процессе его заряда выходное напряжение усилителя 7 линейно увеличивается во времени и через резистор 9 подается на неинвертирующий вход усилителя 7, подключенный к средней точке делителя напряжения 4. Вследствие этого значительно повышается скорость линейного нарастания напряжения U7 на выходе дифференциального усилителя 7. Повышение напряжения U7 продолжается до момента его равенства уровню срабатывания UСРАБ триггера Шмитта 10, собранного на логическом повторителе 11 и резисторах 12, 13. После этого триггер Шмитта 10 устанавливается в высокое (единичное) состояние, а его выходным сигналом переключается двухканальный переключатель 2, и начинается второй такт преобразования.In the first conversion step, the anode of the photodiode 1 is connected to the zero circuit through the switch 2, and the cathode is connected to the inverting input of the differential amplifier 7. The output current of the photodiode 1 linearly charges the capacitor 8. During its charge, the output voltage of the amplifier 7 linearly increases in time and through the resistor 9 fed to the non-inverting input of the amplifier 7, connected to the midpoint of the voltage divider 4. As a result, the rate of linear increase of voltage U 7 at the output of the differential force is significantly increased 7. The increase in voltage U 7 continues until it is equal to the level of operation U of the SRB of Schmitt trigger 10, assembled on the logical repeater 11 and resistors 12, 13. After that, the Schmitt trigger 10 is set to a high (single) state, and its output signal switches to two-channel switch 2, and the second clock cycle of the conversion begins.
Во втором такте на катод фотодиода 1 через переключатель 2 подается положительное напряжение UП от источника питающего напряжения 3, а анод фотодиода 1 соединяется с инвертирующим входом дифференциального усилителя 7. При этом выходным током IФД фотодиода 1 разряжается времязадающий конденсатор 8, поэтому напряжение U7 на выходе дифференциального усилителя 7 уменьшается по линейному закону вплоть до момента его равенства с уровнем отпускания UОТП триггера Шмитта 10. После этого триггер Шмитта 10 переключается в низкое (нулевое) состояние и устанавливает переключатель 2 в исходное положение. На этом цикл преобразования устройства заканчивается, и начинается очередной заряд конденсатора 8 выходным током IФД фотодиода 1, и т.д.In the second cycle, the positive voltage U P from the supply voltage source 3 is supplied to the cathode of the photodiode 1 through the switch 2, and the anode of the photodiode 1 is connected to the inverting input of the differential amplifier 7. In this case, the output current I PD of the photodiode 1 discharges the timing capacitor 8, so the voltage is U 7 at the output of differential amplifier 7 decreases linearly up to the moment of its equality with the release U OTP level Schmitt trigger 10. Thereafter, the Schmitt trigger 10 switches to low (zero) state and tanavlivaet switch 2 to its original position. This completes the conversion cycle of the device, and the next charge of the capacitor 8 begins with the output current I of the PD photodiode 1, etc.
Чередование тактов заряда и разряда времязадающего конденсатора 8 вызывает появление на выходе триггера Шмитта 10 последовательности прямоугольных импульсов, частота которых прямо пропорциональна току IФД фотодиода 1 и, соответственно, интенсивности измеряемого светового потока.The alternation of the charge and discharge cycles of the timing capacitor 8 causes the appearance of a sequence of rectangular pulses at the output of the Schmitt trigger 10, the frequency of which is directly proportional to the current I of the PD photodiode 1 and, accordingly, the intensity of the measured light flux.
Делитель напряжения 4 на резисторах 5 и 6 применен для установки напряжения на неинвертирующем входе усилителя 7, примерно равного половине The voltage divider 4 on the resistors 5 and 6 is used to set the voltage at the non-inverting input of the amplifier 7, approximately equal to half
напряжения питания UП, поэтому сопротивления R5 и R6 должны быть одинаковыми: R5=R6. С учетом этого условия при заряде конденсатора 8 выходное напряжение U7 дифференциального усилителя 7 изменяется по законуthe supply voltage U P , therefore, the resistances R 5 and R 6 must be the same: R 5 = R 6. Given this condition, when the capacitor 8 is charged, the output voltage U 7 of the differential amplifier 7 changes according to the law
. .
Диапазон изменения напряжения U7 усилителя ограничивается зоной нечувствительности (или гистерезиса) триггера Шмитта 10, которая зависит от разности его уровней срабатывания UСРАБ и отпускания UОТП и задается напряжением питания UП и отношением сопротивлений элементов 12 и 13:The range of variation of the voltage U 7 of the amplifier is limited by the zone of insensitivity (or hysteresis) of the Schmitt trigger 10, which depends on the difference of its triggering levels U СRAB and releasing U OTP and is set by the supply voltage U P and the ratio of the resistances of the elements 12 and 13:
При одинаковой освещенности выходной ток IФД фотодиода 1 остается постоянным при заряде и разряде конденсатора 8, поэтому длительности тактов заряда и разряда будут примерно одинаковыми: tЗАР≈tРАЗ. Так как длительность каждого цикла преобразования зависит от суммарной длительности тактов заряда и разряда конденсатора 8 в пределах зоны гистерезиса триггера Шмитта 10, то частота его переключения прямо пропорциональна току фотодиода и определяется выражениемAt the same illuminance output current I 1 of the photodiode PD remains constant at the charging and discharging of the capacitor 8, so the duration of charge and discharge cycles are approximately equal: t TIME ≈t Zar. Since the duration of each conversion cycle depends on the total duration of the charge and discharge cycles of the capacitor 8 within the Schmitt trigger hysteresis zone 10, its switching frequency is directly proportional to the photodiode current and is determined by the expression
При установке зоны гистерезиса триггера Шмитта примерно равной половине напряжения питания сопротивления резисторов 12 и 13 выбираются по условию R12=0,5R13, при выполнении которого частота выходных импульсов устройства определяется простой формулойWhen setting the Schmitt trigger hysteresis zone to approximately half the supply voltage the resistances of the resistors 12 and 13 are selected according to the condition R 12 = 0.5R 13 , at which the frequency of the output pulses of the device is determined by a simple formula
За счет включения резистора R9 в цепь положительной обратной связи усилителя 8 чувствительность полезной модели определяется выражениемBy including the resistor R 9 in the positive feedback circuit of amplifier 8, the sensitivity of the utility model is determined by the expression
т.е. в (1+R5/2R9) раз превышает чувствительность известных устройств.those. in (1 + R 5 / 2R 9 ) times the sensitivity of known devices.
Например, при типовом напряжении питания UП=5 В и применении элементов C8=100 пФ, R5=R6=200 кОм, R9=1 кОм и токе IФД=0,1 мкА чувствительность полезной модели составляет S=101/5·10-10≈20 кГц/мкА, т.е. превышает чувствительность аналогичных устройств в 40...100 раз.For example, with a typical supply voltage U P = 5 V and the use of elements C 8 = 100 pF, R 5 = R 6 = 200 kOhm, R 9 = 1 kOhm and current I PD = 0.1 μA, the sensitivity of the utility model is S = 101 / 5 · 10 -10 ≈20 kHz / μA, i.e. exceeds the sensitivity of similar devices by 40 ... 100 times.
Повышение точности преобразования слабых световых сигналов обеспечивается следующими факторами.Improving the accuracy of the conversion of weak light signals is provided by the following factors.
Во-первых, изменение напряжения начального смещения UСМ дифференциального усилителя 7 и порогового напряжения срабатывания UПОР≈0,5UП логического КМОП повторителя 11 не оказывают влияния на длительности тактов заряда и разряда конденсатора 8, которые зависят только от стабильности зоны гистерезиса триггера Шмитта. Поэтому использование стабильного напряжения питания UП=const и пассивных элементов с низкими температурными коэффициентами (резисторов R12=0,5R13=const и конденсатора C8=const) обеспечивает высокую точность преобразования.Firstly, a change in the initial bias voltage U CM of the differential amplifier 7 and the threshold voltage U POR ≈0.5 U of the logical CMOS of the repeater 11 do not affect the duration of the charge and discharge cycles of the capacitor 8, which depend only on the stability of the Schmitt trigger hysteresis zone. Therefore, the use of a stable supply voltage U P = const and passive elements with low temperature coefficients (resistors R 12 = 0.5R 13 = const and capacitor C 8 = const) ensures high conversion accuracy.
Во-вторых, за счет подключения фотодиода 1 к нулевой цепи и к источнику напряжения питания в первом такте и втором тактах преобразования обеспечивается режим его обратного включения независимо от заряда или разряда времязадающего конденсатора 8, чем достигается высокая линейность характеристики преобразования в широком диапазоне фототока.Secondly, by connecting the photodiode 1 to the zero circuit and to the power supply source in the first cycle and the second conversion cycle, the mode of its reverse inclusion is provided regardless of the charge or discharge of the time-setting capacitor 8, which ensures a high linearity of the conversion characteristics in a wide range of the photocurrent.
В третьих, при наличии входного тока IВХ дифференциального усилителя в первом такте преобразования конденсатор 8 заряжается суммой двух токов (IФД+IВХ), а во втором такте - разряжается их разностью (IФД-IВХ). Это приводит к сокращению длительности первого такта при одновременном увеличении длительности второго такта преобразования, поэтому изменение входного тока усилителя практически незначительно влияет на частоту fВЫХ. Thirdly, in the presence of the input current I ВХ of the differential amplifier in the first conversion step, the capacitor 8 is charged by the sum of two currents (I ФД + I ВХ ), and in the second step, it is discharged by their difference (I ФД -I ВХ ). This leads to a reduction in the duration of the first cycle with a simultaneous increase in the duration of the second conversion cycle, therefore, a change in the input current of the amplifier has a negligible effect on the frequency f OUT.
Частота выходных импульсов устройства с учетом входного тока дифференциального усилителя определяется выражениемThe frequency of the output pulses of the device, taking into account the input current of the differential amplifier, is determined by the expression
согласно которому наличие входного тока усилителя приводит к относительной погрешности нелинейности, обратно пропорциональной току фотодиода:according to which the presence of the input current of the amplifier leads to a relative error of nonlinearity, inversely proportional to the current of the photodiode:
Например, при значении фототока IФД=0,1 мкА и входном токе усилителя IВХ=10 нА (10% от IФД) погрешность нелинейности составляет не более γ≤1%, и резко понижается при дальнейшем уменьшении отношения токов.For example, when the photocurrent value I PD = 0.1 μA and the input current of the amplifier I BX = 10 nA (10% of I PD ), the nonlinearity error is not more than γ≤1%, and sharply decreases with a further decrease in the current ratio.
Влияние темнового тока фотодиода можно скомпенсировать в процессе цифрового измерения частоты типовым способом аддитивной коррекции: сначала измерить и запомнить в дополнительном регистре памяти значение частоты fТ при отсутствии светового излучения (закрытом фотодиоде), а затем вычитать его в цифровой форме из последующих значений частоты fВЫХ, пропорциональной измеряемому световому излучению.The influence of the dark current of the photodiode can be compensated during the digital frequency measurement using the standard method of additive correction: first measure and remember in the additional memory register the value of the frequency f T in the absence of light radiation (closed photodiode), and then subtract it digitally from the following frequency values f EXIT proportional to the measured light emission.
Следует отметить, что применение в предложенной полезной модели современных фотодиодов типов ФП-3, ФД70-ОП, ФП-1-850К и т.п. с малым темновым током, составляющим IТ≤(1...5) нА при обратном напряжении фотодиода UОБР≈5 В, позволяет контролировать слабые уровни освещенности при минимальных погрешностях преобразования.It should be noted that the use in the proposed utility model of modern photodiodes of the types FP-3, FD70-OP, FP-1-850K, etc. with a small dark current of I T ≤ (1 ... 5) nA at the reverse voltage of the photodiode U OBR ≈5 V, it is possible to control weak illumination levels with minimal conversion errors.
При экспериментальном исследовании полезной модели в качестве переключателя 2 применялся мультиплексор типа КР1564КП1, в качестве усилителя 8 - микросхема микромощного усилителя типа КР140УД12, входные токи которой составляют менее IВХ≤5 нА при токе потребления IП≈15 мкА, In an experimental study of a utility model, a KR1564KP1 type multiplexer was used as switch 2, and a KR140UD12 type micropower amplifier microcircuit 8 was used as an amplifier; its input currents are less than I BX ≤5 nA at a consumption current I P ≈15 μA,
а в качестве логического повторителя 11 - микросхема КР1564ЛП2. В результате проведенных исследований установлено, что приведенная погрешность преобразования фототока в частоту импульсов составляет менее 0,1%.and as a logical repeater 11 - chip KR1564LP2. As a result of the studies, it was found that the reduced error in converting the photocurrent to the pulse frequency is less than 0.1%.
Дополнительным достоинством предложенной полезной модели является минимальная мощность потребления, так как среднее значение тока, потребляемого КМОП микросхемами 2, 10 и микромощным усилителем 8, не превышает 0,1 мА в диапазоне частоты выходных импульсов от 0,1 до 20 кГц.An additional advantage of the proposed utility model is the minimum power consumption, since the average value of the current consumed by the CMOS chips 2, 10 and the micropower amplifier 8 does not exceed 0.1 mA in the frequency range of the output pulses from 0.1 to 20 kHz.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008101766/22U RU73074U1 (en) | 2008-01-16 | 2008-01-16 | LIGHT FREQUENCY CONVERTER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008101766/22U RU73074U1 (en) | 2008-01-16 | 2008-01-16 | LIGHT FREQUENCY CONVERTER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU73074U1 true RU73074U1 (en) | 2008-05-10 |
Family
ID=39800371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008101766/22U RU73074U1 (en) | 2008-01-16 | 2008-01-16 | LIGHT FREQUENCY CONVERTER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU73074U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2558283C1 (en) * | 2014-05-19 | 2015-07-27 | Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Micropower photosensor having frequency output |
-
2008
- 2008-01-16 RU RU2008101766/22U patent/RU73074U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2558283C1 (en) * | 2014-05-19 | 2015-07-27 | Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) | Micropower photosensor having frequency output |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8692200B2 (en) | Optical proximity sensor with improved dynamic range and sensitivity | |
| JP5209066B2 (en) | Sensor device and electronic device | |
| EP1158789B1 (en) | Photodetector device | |
| JPH02500789A (en) | Avalanche photodiode quenching circuit | |
| US11047733B2 (en) | Light-to-frequency converter arrangement and method for light-to-frequency conversion | |
| JP2012104656A (en) | Illuminance sensor, and display device with illuminance sensor | |
| US4847483A (en) | Device for measuring light intensity received by a photosensor | |
| JP6643270B2 (en) | Photo detector | |
| RU73074U1 (en) | LIGHT FREQUENCY CONVERTER | |
| US10760963B2 (en) | Method for electromagnetic energy sensing and a circuit arrangement | |
| US8957363B2 (en) | Differential photodiode integrator circuit for absorbance measurements | |
| US11418208B2 (en) | Light-to-digital converter arrangement and method for light-to-digital conversion | |
| US10340957B2 (en) | Methods and devices for monitoring optical signals | |
| US4666301A (en) | Radiation responsive integrating amplifier | |
| KR20090002467A (en) | Method for converting signal by adc(analogue-digital converter), and method for measuring light intensity using it or the method, and ambient light sensor | |
| RU2627196C1 (en) | Converter of optical radiation to width of voltage pulses | |
| JPH0652469A (en) | Photoelectric smoke sensor | |
| EP2896940B1 (en) | Differential photodiode integrator circuit for absorbance measurements | |
| RU2558283C1 (en) | Micropower photosensor having frequency output | |
| RU2023241C1 (en) | Method of measurement of energy of optical signals | |
| JPS63124935A (en) | Dimming type smoke sensor | |
| SU737855A1 (en) | Electric power measuring device | |
| KR20130122212A (en) | Ambient light sensor with wide measurement range | |
| SU1035493A2 (en) | Electrochemical analysis integrator | |
| SU1248413A1 (en) | Photodetectin device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |