Изобрете ие относитс к электронной технике и может быть использован дл преобразовани быстромен ющихс световых потоков с большим динамическим диапазоном в электрические сигналы, ршпример, в лазерных локато рах. Известен фотоприемник с временной регулировкой коэффициента усилени , содержащий фотоэлектронный умножитель, блок питани с делителем напр жени , генератор управл ющего напр жени и блок синхронизации. Делитель напр жени образован сложной цепью, с помощью которой на все элек троды подаютс посто нные потенциалы устанавливающие пониженное значение коэффициента усилени ФЭУ. При этом фотокатод, фокусирующий электрод и все нечетные электроды (диноды) умножительной системы, последовательно зашунтированы емкост ми на землю, и нечетные электроды образуют электроды со стационарными потенциалами. Четные электроды последовательно сое динены между собой и с генератором управл ющего напр жени разделительными емкост ми. Причем разделительные емкости подключены к четным элек тродам через два последовательно сое диненных резистора, а обща точка резисторов подключена к цепи, образующей делитель напр жени ФЭУ. При регистрации световых потоков импульс с генератора управл ющего напр жени измен ет потен101алы на четных электродах, увеличива коэффициент усилени по требуемому временному закону Ul. Однако прохождение импульса напр жени по цепи четный электрод делитель напр жени ФЭУ измен ет потенциалы на нечетных электродах, т.е. на электродах со стационарными потенциалами, и приводит к изменению коэффициента усилени . Кроме того, протекание через .ФЭУ сигнального тока приводит к тому, что подпитывакщий ток динода протекает через резистор, соедин ющий электрод с нестащюнарным потенциалом, и делитель напр жени , вызыва на нем падение на1ф жени . Это падение напр жени на резисторе в свою очередь измен ет потенциал электрода с неста ционарным потенциалом в зависимости от протекани сигнального токачерез ФЭУ. Таким образом, в ФЭУ возникает обратна св зь, нарушающа необходимый в1 еменной закон изменени коэффициента усилени . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс фотоприемник с временной регулировкой коэффициента усилени , в котором делитель напр жени ФЭУ образован последовательно соединеннымирезисторами, при этом каждый электрод с нестационарным потенциалом подключен через резистор либо к предьдущему, либо к последующему электродам со стационарными потенциалами t23. Однако и в этом случае прохождение импульса управл ющего напр жени через резистор смещени и шунтирукнцие емкостиэлектродов со стационарными потенциалами приводит к изменению потенциалов электродов со стационарными потенциалами. Так, дл приведенных номиналов элементов потенциалы электродов со стационарными потенциалами под воздействием импульса уп авл ющего напр жени измен ютс на 0,3-1,5 В, что в свою очередь измен ет установленный коэффи1щент усилени ФЭУ. Кроме того, по одному и тому же резистору смещени протекает ток управл ющего напр жени и подпитывакиций ток электрода. Направление тока зависит от пол рности импульса управл ющего напр жени и дл положительной пол рности, т.е. когда каждый электрод с нестационарным потенциалом .подключен к предыдущему электроду со стационарным потенциалом , направлени токов совпадают. Таким образом, увеличение светового потока приводит к эквивалентному увеличению подпитывающего тока электрода с нестационарным потенциалом, увеличению падени напр жени на резисторе смещени , увеличению потенциала на электроде и, как следствие , к увеличению коэффициента ФЭУ. Когда казщый электрод с нестационарным потенциаломПодключен через резистор смещени к последующему, счита от фотокатода, электроду со стационарным потенциалом, увеличение светового потока на фотокатоде приводит к уменьшению коэффициента уси-г . лени ФЭУ, что снижает точность измерени светового потока в каждый момент времени. Причем наибольшее паразитное действие оказывает посто31 нный световой поток, например фоно-, вое излучение. При большом уровне засветви временной закон изменени коэффициента усилени нарушаетс за счет изменени начальных потенциалов электродов с нестационарными потенциалами, что вл етс недостатком устройства. Целью изобретени вл етс увели ,чеиие точности регулировани коэффициента усилени ФЭУ. Указанна цель достигаетс тем, что в фотоприемнике с регулировкой коэффициента усилени , содержащем фотоэлектронный умножитель с электродами стационарного и нестационарно го потенциалов, блок питани с дели телем напр жени , блок синхронизации и блок генератора управл ющего напр жени , причем электроды со стационарными потенциалами последовательно соединены через резисторы, зашунтированные eмкocт вi с полюсами блока питани , а электроды с нестационарными потенциалами соединены постедовательно между собой разделительными емкост ми и подключены чере емкость к выходу блока генератора уп равл ющего напр жени , вход которого соединен с выходом блока синхронизации , в цепь питани электродов с нестационарными потенциалами введены резисторы и диод, причем резисторы подключены параллельно разделительны емкост м, а анод диода соединен с ближайшим к фотокатоду электродом с не тёционарным потенциалом, катод диода соединен через емкость с положительным полюсом блока питани и со средней точкой потен1Щрметра, включенного мезвду предьиуинм и после дующим электродами со стационарными потенциалами относительно ближайщего к фотокатоду электрода с нестащюнар ным потенциалом, а ближайший к аноду электрод с нестационарным потенциалом через параллельно соединенные резис . тор и разделительную емкость подключен к резистору, присоединенному.к положительному полюсу блока питани . Разбиение схемы делител на две обособленные дл электродов со стационарными и нестационарными потен1щалани , при котором ветвь делите л дл электродов с нестационарными потен1щапами подключен к другой ветви через диод, который запираетс при подаче импульса управл кицего HanpiqEe 0 равл ющего напр жени на электроды со стационарными пoтeнциaлa ш. В отличие от известного устройства , где в качестве нагрузки дл генератора управл ющего напр жени использовались резисторы смещени , выполн емые высокоомными дл уменьшени вли ни управл ющего импульса на электроды со стахдюнарными потенциалами , роль нагрузки выполн ет последнее звено ветви делител дл электродов с нестационарными потенциалами, которое может быть выполнено низкоомным , при этом вли ние обратной св зи по сигнальному току ФЭУ будет незначительным . Фотоприемник может находитьс в исходном состо нии как с максимальным коэффициентом усилени , так и с минимальным. Соотношение величин резисторов обеих ветвей выбирают такими, чтобы в исходном состо нии разности потенциалов между парами соседних однородных электродов (т.е. между соседними электродами со стационарными или нестационарными потенциалами ) были близки по величине. Исходна величина коэффициента усилени фотоприемника устанавливаетс с помощью потенциометра и суммарного сопротивлени пары резисторов, включенных последовательно между последним электродом с нестационарным потенциалом и плюсовым полюсом блока питани . Если все электроды с нестационарными потенциалами наход тс под потенциалами, равными средней величине между потенциалами соседних электродов со стационарными потен1щалами, что обеспечивает максимальное усиление ФЭУ (в случае несимметричной зависимости коэффициента усилени какого-либо электрода от распределени потенциало1з устанавливаетс необходимое распределение потенциалов с помощью соотношени величин сопротивлений звеньев делител ), то при подаче импульса управл кицего напр жени отрицательной пол рности Коэффициент усилени умножител будет уменьшатьс за счет изменени потенциалов. Если каждый из электродов с нестационарными потенциалами в исходном состо нии находитс под потенциалом последующего электрода со стационарным потенциа-лом , коэффициент усилени умножител . минимален и отрицательный импульс управл ющего напр жени увеличивает его. На чертеже приведена структурна схема фотоприемника с регулировкой коэффициента усилени , Фотоприемник содержит фотоэлектронный умножитель 1,- блок 2 питани блок 3 генератора управл ющего напр жени , блок 4 синхронизации и делитель напр жени , образованный резисторами 5-9, потенциометром 10 и диодом 11. При этом к фотокатоду ФЭУ 1 подключен отрицательный полюс источника 2 питани и последующие от фотокатода электроды со стационарным потенциалом подключены к блоку 2 питани последовательно через резисторы 5. Последующие электроды со стационарными потенциалами подключены к ветви делител , образо ванной потенциометром 10 и, резисторами 6 и 7. Все резисторы, от котор запитываютс электроды со стационарными потенциалами, зашунтированы емкост ми 12. Ветвь делител , от которой запитываютс электроды с нестационарными потенциалами, образована диодом 11, резисторами 6, 8 и 9. При этом дл передачи импульса управл ющего напр жени к электродам с нестационарными потенциалами от генератора 3 управл ющего напр жени используютс разделительные емкости 13, а резистор 9 служит дл генератора 3 нагрузкой. Емкость 14 соедин ет анод диода 11 с положительным полюсом источника 2 питани . Фотоприемник работает следующим образом. В момент начала регистрации све тового потока блок 4 синхронизации запускаетс опорным импульсом и вы рабатывает импульс синхронизации, запускающий в свою очередь блок 3 генератора управл ющего напр жени который формирует импульс напр жени отрицательной пол рности. Этот импульс через разделительные емкости 13 смещает потенциалы электродов с нестационарными потенциалами до зн чений, близких к потенциалам, обеспечивающим максимальный коэффициент усилени умножительной системы. Дио 11 при этом запираетс и импульс управл кидего напр жени на ветвь де лител дл электродов со стационарНЫШ1 потенциалами не поступает. Световой поток, поступающий на фотокатод , преобразуетс в поток фотоэлектронов и усиливаетс до максимально возможного значени . Емкости 12 и 13 при этом вл ютс подпитывающими дл тока, протекающего через фотоумножитель. По окончании импульса управл ющего напр жени диод 11 отпираетс и на электродах устанавливаютс потенциалы, обеспечивающие минимальный коэффициент усилени умножител . В случае формировани импульса управл ющего напр жени с пологим передним фронтом коэффициент усилени фотоумнож;ител может измен тьс по временному закону. Таким образом, разбиение делител напр жени в предлагаемом фотоприемнике на две ветви позвол ет исключить воздействие управл ющего импульса на электроды со стационарными потенциалами и исключить искажение величины коэффициента усилени ФЭУ за счет обратной св зи на резисторах смещени . При этом точность задани коэффициента усилени фотоприемника повьшаетс . Испытани макетного образца фотоприемника на ФЭУ типа ФЭУ-87 с предлагаемой схемой делител напр жени , в которой резисторы 5 равны 100 кОМ резисторы 6 - 400 кОм, резисторы 7 200 кОм, резистор 8 - 350 кОм, резистор 9-30 кбм, потенциометр 10 200 кОм, емкости 12 и 13 - поО,47мкФ, емкость 14 - 0,15 мкФ, и имеетс диод 11 типа КД105, показали, что изменение коэффициента усилени под воздействием управл ющего импульса отрицательной пол рности с амплитудой 120 В составл ет более 5-10 при этом изменение светового потока не вызывает изменени коэффициента усилени ФЭУ. Изменение потенциалов на электродах со стационарными потенциалами не превышает и вызвано прохождением импульса по -паразитным емкост м электродов ФЭУ. Описанный фотоприемник с регулировкой коэффициента усилени найдет применение при регистрации быстромен ющихс световых потоков с большим динамическим диапазоном. Например применение его в метеорологическом лазерном локаторе позволит повысить
точность регистрации обратно рассе нного сигнала как в аналоговом, так и в счетном режимах измерений.
10940908
что позволит пйпучать более достоверную информацию об окружающей среде.
fftt It