SU1008862A1 - Двухкаскадный оптоэлектронный преобразователь напр жени - Google Patents

Abstract

ДВУХКАСКАДНЫЙ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий в каждом из гальванически не св занных входном и выходном каскадах операционный усилитель , к первому входу которого подключены входные резисторы, источник ритани  и фотоприемник, причем входной каскад включает также транзистор, база которого соединена с выходом операционного усилител , а в его коллекторно-эмиттерную цепь через резистор смешени  включен источник света, выход операционного усилител  выходного каскада образует выходной вывод, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани , ввходной и выходной каскада введено по одной гальванически не св занной одна с другой мостовой схеме, включающей в первом ключе резистор, во втором - фоторезистор , а третье и четвертое плечи образованы каждое цепочкой из последовательно соединенных источника напр жени  и переменного ре- . зистора и зашунтированной конденсаг 1. тором переменной емкости, причем обща  точка соединени  первого второго плеч через, один из входных резисторов соединена с первым входом операционного усилител , а обща . точка соединени  третьего и четвер- 1 того плеч соединена со вторым вхо- д дом операционного усилител , а че- Срез источник света и транзистор с его выходом.

Description

Изобретение относитс  к .электротехнике , в частности к устройствам обеспечивающим гальваническую разв зку между усилительным звеном и выходным сопротивлением измерительных приборов.

Известно устройство, входной и выходной каскады которого снабжены , фоторезистивными элементами, а источники света соответствующих фоторезисторов включены последовательно и управл ют усилительным звеном входного каскада If .

Известно также устройство, входной и. выходной каскады которого имеют по одному фотоприемнику и высвечивающему элементу, световые потоки которых действуют на оба фотоприемника соответственно 2 .

Указанные устройства обладают низкой точностью Преобразовани , обусловленной неодинаковостью характеристик .ток - свет и свет - сопротивление двух оптронов, кроме того, сопротивлени  фоторезпсторов оптронов завис т не только от величины светового потока, но и от при .поженного напр жени . Если приложенное к фоторезисторам напр жение различно, то и мощность, вьщел ема  на них, различна, а это, в свою очередь, приводит к различию температурного режима и характеристик фоторезисторов, установленных в входном и выходном каскадах преобразовател .

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности двухкаскадный оптоэлектронный преобразователь напр жени , входной и выходной каскады которого содержат по одному источнику света, по одному операционному усилителю, а также фотоприемники . К входу операционного .усилител  входного каскада подключен управл емый по току элемент, включающий фоторезистор, а к входу операционного усилител  выходного каскада - управл емый элемент по напр жению, содержащий фотрприемник и резистор. Выход операционного усилител  входного каскада соединен с базой транзистора, в коллекторноэмиттерную цепь которого включены последовательно соединенные источники света, соединенные с соответствующими фоторезисторами, вход щими в элементы, управл емые по току и напр жению. Источники .питани  операционных усилителей входного и выходного каскадов электрически не св заны друг с другом, т.е, не имеют общих точек ЗЗ .

Выход операционного усилител  выходного каскада  вл етс  выходом устройства. Фотоприемники, установленные на входах входного и выходного каскадов преобразовател , наход тс  в различных токовых режимах, при которых рассе ние мощности на каждом - разное, в результате этого, даже если выбрать фотоприемники с одинаковыми люксамперными характеристиками, точность преобразовани  низка . Кроме того, источники питани  операционных усилителей входного и выходного каскадов всегда наход тс  под различной нагрузкой, 0 поэтому в .схеме .возникают колебани  напр жени , которые вли ют на рабо ту управл емых элементов по току и напр жению, в результате чего по вл етс  погрешность преобразова- 5 ни .

Цель изобретени  - повыщение точности преобразовани .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в двухкаскадном оптоэлектронном Q преобразователе, напр жени , содержащем в каждом из гальванически не св занных входном и выходном каскадах операционный усилитель, к первому входу которого подключены входные резисторы, источник питани  и фотоприемник, причем входной каск ад включает также транзистор, база которого соединена с выходом операционного усилител , а в его коллект .орно-эмиттерную цепь через резистор смещени  включен источник

света, выход операционного усилител  выходного каскада образует выходной вывод,в входной и выходной каскады введено по одной гальванически не 5 св занной одна с другой мостовой

схеме, включающей в первом плече резистор , во втором - фоторезистор, а третье и четвертое плечи образованы каждое цепочкой из последовательQ но соединенных источника напр жени  и переменного резистора и згшунтированной конденсатором переменной емкости, причем обща  точка соединени  первого и второго плеч через один из входных резисторов соединена с первым входом операционного усилител , а обща , точка соединени  третьего и четвертого плеч соединена со вторым входом операционного усилител , а через источник света и транзистор - с его выходом. I

На чертеже представлена функциональна  схема двухкаскадного оптос электронного преобразовател  напр жени .

Схема содержит операционные усилители 1 и 2 входного и выходного каскадов соответственно, мостовые схемы 3 и 4 входного и выходного каскадов соответственно, стабилизированные источники 5-8 напр жени , резисторы 9 и 10 мостовых схем входного и выходного каскадов соответственно , фоторезисторы 11 и 12 мостовых схем входного и выходного каскадов соответственно, источник 13 света, входные резисторы 14 и 15 операционного.усилител  входного каскада, входной резистор 16 операционного усилител  выходного кас када, резистор 17 обратной св зи операционного усилител  выходного каскада, транзистор 18, резистор 1 смещени , резисторы 20-23 переменного сопротивлени , а также конденсаторы 24-27 переменной емкости Операционный усилитель 1 входно каскада предназначен дл  сравнени  поступающих на вход через входные резисторы 14 и 15 напр жений входного сигнала мостовой схемы 3, а также дл  управлени  мостовыми схе мами 3 и 4, чтобы обеспечить тож-, дество между входным и выходным на пр жени ми мостовых схем 3 и 4. Выход операционного усилител  1 входного каскада соединен с базой транзистора/18,. в коллектор-эмиттерный переход которого включены резистор 19 смещени  и источник 13 света. Операционный усилитель 2 выходного каскада предназначен дл  усилени  выходного напр жени  мостовой схвмы 4, подключейной на вхо усилител  через резистор 16. Соотношение сопротивлений резисторов 1 и 17 обусловливает коэффициент уси лени , операционного усилител  2, выход которого  вл етс  выходом уЬтрбйстВа в целом. Мостовые схемы 3 и 4 иредназначены дл  формировани  выходных на пр жений, равных входному, и представл ют собой совокупность двух стабилизированных источников напр жени , резистора и фоторезистора , двух, резисторов переменного сопротивлени  и конденсаторов пере менной емкости. . .Мостова  схема 3 включает источ ники 5 и 6 напр жени  с последовательно включенными резисторами 20 и 21 переменного сопротивлени , шунтируемые конденсаторами 24 и 25 переменной емкости, резистор 9 и фоторезистор 1.1. Мостова  схема, 4 включает источ ники 7 и 8 напр жени  с последовательно включенными резисторами 22 И 23 переменного сопротивлени  шунтируемые конденсаторами 26 и 27 переменной емкости, .резистор 10 и фоторезистор 12. Входом мостовых схем 3 и 4  вл ютс  фрторезисторы .11 к 12, а входным сигналом - световой поток источника 13 света. Фоторезисторы 11 и 12 и источник 13 света пред ст.авл ют собой оптрон типа ОЭП-141 со сдвоенным резистором. Стабилизи рованные источники 5-8 напр жени  выбираютс  идентичными по напр жению и каждый снабжен последователь но включенными резисторами переменного сопротивлени  с тем, чтобы иметь возможность обеспечить настройку на идентичность проводимости мостовых схем. Одновременно источники 5-8 напр жени  с соответствующими резисторами 20-23 шунтируютс  подстрочными емкост ми 24-27 соответственно с тем, чтобы обеспечить идентичность суммарной межёлектродной электроемкости каждого.источника напр жени . Только при наличии идентичных источников напр жени  с идентичными xapaKTepHCTHKaNw можно говорить о равенстве напр жений на выходе каждой мостовой схемы с высокой точностью. Транзистор 18 служит дл  управлени  световым пoтoкo источника 13 света, начальный световой поток которого подбираетс  при. помощи изменени  сопротивлени  резистора 19 смещени . При этом фоторезисторы 11 и 12 и резисторы 9 и 10 имеют одинаковые сопротивлени  и на выходах мостовых схем 3 и 4 напр жени  равны нулю, Резисторы 20г23 пере-. менного сопротивлени  предназначены дл  обеспечени  равенства сопротийлени  в плечах мостовых схем, где включены источники 5-8 напр жени , конденсаторы 24-27 переменной емкости - дл  установлени  равных межэлектродных емкостей в мостовых схемах, содержащих источники напр жени . Резисторы 9 и 10, а также фоторезисторы 11 и 12 подбираютс  одинakoвыми и предназ$ ачены дл  обеспечени  одинаковых значений.провонЦимости обеих мостовых схем независимо от светового потока источника 13 света. Устройство работает следующим образом. При отсутствии входного напр жени  Ugx f подводимого на вход резистора 14 (т.е. UBX 0)f световой, поток источника 13 света, управл емый транзистором 18 при выходном напр жении операционного усилител  1 входного каскада равном нулю, обеспечивает равенство сопротивлений резистора 9 и фоторезистора 11. При .этом напр жени , прсэводимые на вход резисторов 15 и 16,равны нулю, что обеспечивает Ugbix 0. . При Ugx О благодар  наличию оптической обратной , обеспечиваемый выходом операционного усилител  1, транзистором 18, истрчником 13 света и фоторезистором 11, ; и при большом коэффициенте усилени  напр жени  на входах резисторов 15 и 16 в любой момент времени равны Ugx. в результате этого на,выходе операционного усилител  2 напр жени  Ugbix K-UBX (где К - коэффициент

51008862

передачи, определ емый соотношениемменной емкости позвол ет достичь

сопротивлений резисторов 17 и 16).идентичности в проводимост х мостоj вых схем 3 и 4 тождественности выК - ir constходных напр жений мостовых схем и, следовательно,равенства напр жений Вывор идентичных источников 5-8 5на входах резисторов 15 и 16, котонапр жени , .резисторов 9 и 10 ирое обусловлено подбором идентичных фоторезисторов 11 и 12 при настрой-резисторов 14 и 15 и величиной коке резисторов 20-23 переменных сопро-эффициента усилени  операционного тивлений и конденсаторов 24-27 пере-усилител  1.

Claims (1)

1. ДВУХКАСКАДНЫЙ ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий в каждом из гальванически не связанных входном и выходном каскадах операционный усилитель , к первому входу которого подключены входные резисторы, источник питания и фотоприемник, причем входной каскад включает также транзистор, база которого соединена с выходом операционного усилителя, а в его коллекторно-эмиттерную цепь через резистор смещения включен источник света, выход операционного усилителя выходного каскада образует выходной вывод, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в входной и выходной каскада введено по одной гальванически не связанной одна с другой мостовой схеме, включающей в первом ключе резистор, во.втором - фото' резистор, а третье и четвертое плечи образованы каждое цепочкой из последовательно соединенных источника напряжения и переменного ре- . зистора и зашунтированной конденсат тором переменной емкости, причем общая точка соединения первого и второго плеч через, один из входных резисторов соединена с первым входом операционного усилителя, а общая, точка соединения третьего и четвертого плеч соединена со вторым входом операционного усилителя, а через источник света и транзистор с его выходом.

   SU-_m> 10088.62