SU1012287A1 - Оптоэлектронный умножитель - Google Patents

Оптоэлектронный умножитель Download PDF

Info

Publication number
SU1012287A1
SU1012287A1 SU813360695A SU3360695A SU1012287A1 SU 1012287 A1 SU1012287 A1 SU 1012287A1 SU 813360695 A SU813360695 A SU 813360695A SU 3360695 A SU3360695 A SU 3360695A SU 1012287 A1 SU1012287 A1 SU 1012287A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
multiplier
output
scale resistor
emitter
Prior art date
Application number
SU813360695A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Павлович Медведев
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1298
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-1298 filed Critical Предприятие П/Я А-1298
Priority to SU813360695A priority Critical patent/SU1012287A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1012287A1 publication Critical patent/SU1012287A1/ru

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ, содержащий два операционных усили- тел , инвертирующий вход первого из которых через первый масштабный резистор подключен к первому входу умножител  и соединен с первым выводом второго масштабного резистора, инвертирукщий вход второго операционного усилител  через третий масштабный резистор св зан с его выходом,  вл ющимс  выходом у множит ел   J. и через четвертый масштабный резистор подключен ко второму входу умножител , неинвертирующие входы операционных усилителей соответственно через п тый и шестой масштабные резисторы соединены с шиной нулевого потенциала , отли чающий с  тем, что, с целью повьшени  быстродействи  и повышени  точности, в него дополнительно введены два диодных излучател , два транзисторных фотоприемника и седьмой и восьмой масштабные резисторы,причем к выходу первого операционного усилител  подключены анод первого диодного излучател , катод которого подключен ко второму выводу второго масштабного резистора, и катод второго диодного излучател , анод которого через седьмой масштабный резистор подключен к инвертирующему входу первого операционного .усилител , первый и второй диодные излучатели соответственно оптически О) С св заны с первым и вторым транзис- ; торными фотоприемниками, причем эмиттер ,первого транзисторного фотоприемника подключен к эмиттеру второго транзисторного фотоприемника и соединен со вторым s ;входол умножител  , коллектор первого транзисторного фотоприемника подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилител , коллектор второго транзисторного фотоприемника подключен к инвертирующему входу второго операционного усилител , неинвертирующий вход которого через вось-. мой масштабный резистор подключен ко второму входу умножител .

Description

1 Изобретение относитс  к вычислительнс )й технике. Известно много типов аналоговых умножителей. Из них наиболее просты ми  вл ютс  умножители на операцион ных усилител х с применением аттеню аторов на полевых транзисторах или на оптрэлектронных устройствах. Умножители с применением аттенюаторов на полевых транзисторах и оп тоэлектронных устройствах  вл ютс  дешевыми и простыми устройствами Однако они обладают большим дрейфом и нелинейностью, равными , что ограничивает их применение в точных измерительных приборах, например в умножител х с применением аттенюато ров на полевых транзисторах температурный дрейф может составл ть 3-7 а временной за 8-2 ч работы до 2Q% Аналогичным дрейфом обладают также фотореэисторы, которые примен ютс  в умножител х с применением аттенюаторов на оптоэлектронных устройствах . Дл  уменьшени  дрейфа и нелинейности в этих устройствах примен ют по две и более подобранных по характеристикам пары излучатель-фото резистор, которые включают по дифференциальной или мостовой схемам 2. Необходимость подбора по характеристикам , а также малое быстродействие фоторезисторных оптронов не дают возможности применить эти устройства в точных измерительных прибор ах. Дл  повышени  быстродействи  в умножител х с применением оптоэлектронных устройств в качестве излучателей используют электрическую лам пу, питаемую повышенным напр жением . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  умножитель , выполненный на двух операционных усилител х. На выход перво го усилител  подаетс  один из сигналов сомножителей, в выходной цепи его включен излучатель оптоэлектронного устройства, а в цепи отрицательной обратной св зи - один из фотоприемников (фоторезистор). Второй - фоторезистор включен на входе второго из сомножителей. Проводимость обоих фоторезисторов пропорциональна  ркости светового потока излучател  (электрической лампы), т.е. уровню одного из сигналов сомножителей . Так как коэффициент усилени  87 этого усилител  пропорционален проводимости второго фоторезистора, то выходное напр жение его пропорционально сигналам обоих сомножителей. Первый фоторезистор обеспечивает оптическую обратную св зь, что улучшает линейность передаточной характеристики схемы З. Указанный-умножитель характеризуетс  большим дрейфом сопротивлений фоторезисторов (до 20), что вызывает дрейф второго усилител , пропорциональный его коэффициенту усилени , а также малым быстродействием фоторезисторов , что ограничивает рабочую полосу частрт до нескольких дес тков сотен герц. Цель изобретени  - повышение быстродействи  и точности умножител . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в оптоэлектронный умножитель содержащий два операционных усилител , инвертирующий вход первого из которых через первый масштабный резистор подключен к первому входу . умножител  и соединен с первым выводом второго масштабного резистора, инвертирующий вход второго операциоь ного усилител  через третий масштабный резистор св зан с его выходом,  вл ющимс  выходом умножител , и через четвертый масштабный резистор подключен ко второму входу умножител , неинвертирующие входы операционных усилителей соответственно через п тый и шестой масштабные резисторы соединены с шиной нулевого потенциала , дополнительно введены два диодных излучател , два транзисторHbix фотоприемника и седьмой-и восьмой масштабные, резисторы, причем к выходу первого операционного усилител  подключены анод первого диодного излучател , катод которого подключен ко второму выводу второго масштабного резистора, и катод второго диодного излучател , анод которого через седьмой масштабный резистор подключен к инвертирующему входу первого операционного усилител , первый и второй диодные излучатели соответственно оптически св заны с первым и вторым транзисторными фотоприемниками,причем эмиттер первого транзисторного фотоприемника подключен к эмиттеру второго транзисторного фотоприемника и соединен со вторым входом умножител , коллектор первого транзисторного фотоприемника подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилител , коллектор второго транзисторного фотоприемника подключен к инвертирующему входу второго операционнего усилител , неинвертирующий вход которого через восьмой масштабный ре зистор подключен ко второму входу умножител .. На чертеже приведена принципиаль:на  схема предлагаемого усилител . Схема включает масштабные резисторы 1-8, первый и второй операционн усилители 9 и 10 первый и второй светодиодные излучатели 11 и 12, пер вый и второй транзисторные фотоприем ники 13.и 14, первый и второй входы 15, 16 и выход умножител  17В соответствии с чертежом входной сигнал умножител  Uy через резистор 1 подаетс  на вход 15 операционного усилител  9, в цепи отрицательной об ратной св зи которого включены свето диодные излучатели 11 и 12. Входной сигнал умножител  Уч через резистор k подаетс  на вход операционного уси лител  10, во входной цепи которого включены фотоприемники 13 и 1, имеющие оптическую св зь со светодиодными излучател ми 11 и 13- Произведение сигналов умножител  снимаетс  с выхода 17, операционного усиЛител  10 относительно шины нулевого по тенциала. Умножитель работает следующим образом . Входной сигнал посто нного тока Uy.н,апример) положительной пол рности подаетс  на вход операционного усилител  9 в качестве сигнала одного из сомножителей, где усиливаетс  и открывает светодиод 12, включенный в цепь отрицательной обратной св зи усилител  9. Яркость светового потока излучател  12 пропорциональнэ сигналу Uy, причем коэффициент пропорциональности равен коэффициенту усилени  К операционного усилител  9- Одновременно на вход 16 операционного усилител  10 подаетс  сигнал U посто нного тока произвольной положительной или отрицательной ) 1ол рности в качестве второго умножител , # Светодиоды 11, 12 и транзисторы фотоприемника 13 и 1, вкпюче.нные во входной цепи операционного усилител  10, образуют оптоэлектронное устройство. Когда Uy,0, светодиоды . 11 и 12 закрыты, закрыты и транзисторы фотоприемников 13 и 1. подключенные параллельно резисторам Ц и 8 мостовой схемы операционного усилител  10, Сопротивлени  закрытого состо ни  транзисторов фотоприенников 13 и 1i велики (200-100 кОм) что не нарушает баланса мостовой схемы , составленной из резисторов 3,,6, 8 и операционного усилител  10, В результате сигнал Uw, приложенный ко входу 16, на выход 17 операционного усилител  10 не проходит, так как  вл етс  синфазным дл  обоих входов операционного усилител  10 сигналом . Этот сигнал ослабл етс  усилителем 10 на 70-80 дБ, При положительном посто нном сигнале Uy, равном нулю , открываетс  светодиод 12, который открывает транзистор фотоприемника . Это вызывает разбаланс моста резисторов 3 . 6 и 8 на входе операционного усилител  10 и прохождение на выход 17 инвертированного сигнала U, усиле+iHoro в , где Ra и R4. сопротивлени  резисторов 3 и + соответственно, причем чем больше сигнал, тем меньше значение |резистора Ц и тем больше коэффициент усилени  усилител  10 и произведение сигналов и и U,. на выходе умчожител  ъш. Значение резистора можно измег н ть в пределах ГОО-50 Ом, что дает возможность не только обеспечить умножение двух сигналов, но и обеспечить их усилени  в . равное квадрату коэффициентов усилени  операционных усилителей 9 и 10. При отрицательном входном сигнале U открываетс  светодиод 11, который открывает транзистор фотоприемника 13, Это приводит к уменьшению значени  сопротивлени  Rg резистора 8 и обеспечивает прохождение на выход 17 и усиление сигнала U, без инвертировани  его пол рности. Однако основное назначение оптоэлектронной пары 11 и 13  вл етс  компенсаци  дрейфа характеристик как оптоэлектронного устройства, так и всего предлагаемого устройства. Компенсаци  дрейфа обеспечиваетс  за счет балансной схемы включени  транзисторов фотоприемников 13 и 1, Одинаковые из- менени  сопротивлений транзисторов фотоприемников 13 и 1 не вызывают 5 разбаланса схемы моста, составленно из резисторов 3i i 6 и 8. Предлагаемый умножитель по сравнению со схемами аналогов и прототи па обладает: высоким быстродействием , так как ширина полосы пропускани  фототранэистора равис нескольким сотн м килогерц, а фотореэисторов , примен емых в схемах аналогов прототипа, равна нескольким сотн м герц; йысокой стабильностью и ли- , нейностью преобразовани , которые определ ютс  балансной схемой предлагаемого устройства, обеспечивающей компенсацию дрейфа оптоэлектрон ных пар, и высокой линейностью операционных усилителей, в результате чего достигаетс  томность 0,1-0,6 против 5-25 в известных; более про стым, следовательно,более надежным и действенным, выполнением,так как операционные усилители и оптоэлектронное устройство  вл ютс  миниатюрными приборами и легко выполн ютс  в Т1нтегральном исполнении, Кро 7 ме того, применение в предлагаемом устройстве оптозлектронных микросхем, например серии К2 Э ПК1 позвол ет уменьшить дрейф светодиодов и фототранзисторов на два пор дка и более за счет стабилизации эмиттерных переходов фототранзисторов и применени  повторно кратковременного режима работы умножител . Это не только улучшает характеристики предлагаемого умножител , но и расшир ет его функциональные возможности. Так, например , за счет высоких коэффициентов усилени  обоих усилителей предлагаемое устройство можно примен ть в качестве высокочувствительного нуль-органа или компаратора, не обладающего гистерезисом - и дрейфом, преобразовател  переменного напр жени  в посто нное и т.д. Описанные преимущества предлагаемого устройства позвол ют применить его во многих област х электроники и измерительной техники.

Claims (1)

  1. ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ, содержащий два операционных усили- теля, инвертирующий вход первого из которых через первый масштабный резистор подключен к первому входу умножителя и соединен с первым выводом второго масштабного резистора, инвертирующий вход второго операционного усилителя через третий масштабный резистор связан с его выходом, являющимся выходом умножителяt и через четвертый масштабный резистор подключен ко второму входу умножителя, неинвертирующие входы операционных усилителей соответственно через пятый и шестой масштабные резисторы соединены с шиной нулевого потенциала, отли чающий ся тем, что, с целью повышения быстродействия и повышения точности, в него дополнительно введены два диодных излучателя, два транзисторных фотоприемника и седьмой и восьмой масштабные резисторы,причем к выходу первого операционного усилителя подключены анод первого диодного излучателя, катод которого подключен ко второму выводу второго масштабного резистора, и катод второго диодного излучателя, анод которого через седьмой масштабный резистор подключен к инвертирующему входу первого операционного •усилителя, первый и второй диодные излучатели соответственно оптически связаны с первым и вторым транзис- . торными фотоприемниками, причем эмиттер .первого транзисторного фотоприемника 'подключен к эмиттеру второго транзисторного фотоприемника и соединен со вторым ^входом умножителя·, коллектор первого транзисторного фотоприемника подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилителя, коллектор второго транзисторного фотоприемника подключен к инвертирующему входу второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через восьмой масштабный резистор подключен ко : 'второму входу умножителя.
    1>
    SU „„1012287
    1 1012287 1
SU813360695A 1981-12-10 1981-12-10 Оптоэлектронный умножитель SU1012287A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813360695A SU1012287A1 (ru) 1981-12-10 1981-12-10 Оптоэлектронный умножитель

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813360695A SU1012287A1 (ru) 1981-12-10 1981-12-10 Оптоэлектронный умножитель

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1012287A1 true SU1012287A1 (ru) 1983-04-15

Family

ID=20984876

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813360695A SU1012287A1 (ru) 1981-12-10 1981-12-10 Оптоэлектронный умножитель

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1012287A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2677112C1 (ru) * 2018-01-29 2019-01-15 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Оптический передатчик

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2677112C1 (ru) * 2018-01-29 2019-01-15 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Оптический передатчик

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4896120A (en) Instrumentation amplifier arrangement
SU1012287A1 (ru) Оптоэлектронный умножитель
EP0173387B1 (en) Opto-electrical signal converter
US4054834A (en) Device for measuring AC in a high tension line
SU1112293A1 (ru) Устройство дл измерени тока
CN207717224U (zh) 一种新型光功率计
SU702387A1 (ru) Оптоэлектронное множительное устройство
SU1589074A1 (ru) Фотоприемник
SU1573354A1 (ru) Фотоприемное устройство
SU1349671A1 (ru) Фотоприемное устройство
CN217034616U (zh) 一种基于v-i转换的激光器电流控制电路
Cowell et al. A fast-response pH meter.
RU2084841C1 (ru) Способ измерения фототока фотодиодного приемника излучения
SU1176290A1 (ru) Экспонометрический прибор
SU596975A1 (ru) Оптоэлектронное вычислительное устройство
JPH0224390B2 (ru)
SU911173A1 (ru) Фотодатчик
SU1740996A1 (ru) Полупроводниковый датчик температуры
SU1760374A1 (ru) Устройство дл измерени температуры
SU902027A1 (ru) Аналоговое множительное устройство
SU752358A1 (ru) Устройство дл передачи аналоговых сигналов с гальванической разв зкой
SU634307A1 (ru) Оптоэлектронное множительное устройство
SU767780A1 (ru) Аналоговый умножитель
SU775630A1 (ru) Устройство дл измерени нелинейности световой характеристики фотоприемника
SU935713A1 (ru) Фотометр