SU1102020A1

SU1102020A1 - Optronic amplifier

Info

Publication number: SU1102020A1
Application number: SU833540065A
Authority: SU
Inventors: Александр Георгиевич Балашов; Сергей Евгеньевич Кудрявцев; Владимир Иванович Чепелев
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Физический Институт
Priority date: 1983-01-10
Filing date: 1983-01-10
Publication date: 1984-07-07

Abstract

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ УСШТИТЕЛЬ, содержащий первый операционньй усилитель , к выходу которого подключен один электрод светодиоДа первого Дифференциального оптрона, между входами первого операционного усилител включен первый фотодиод, а между входами второго операционного усилител - второй фотодиод первого дифференциального оптрона, причем между выходом и инвертирующим входом второго операционного усилител включен резистор обратной св зи неинвертирующие входы первого и второго операционных усилителей соединены соответственно с первой и второй общими шинами, а также первый и второй источники тока смещени , отличающийс тем, что, с целью првьшени точности -преобразовани , в него введен второй дифференциальньш оптрон, первый и второй фотодиоды, которого включены встречно-параллельно соответственно первому и второму фотодиодам первого дифференциального оптрона, светодиод (Л включен ме сду. первым источником тока смещени и первой общей шиной, при этом другой электрод светодиода первого дифференциального оптрона соединен с вторым источником тока смещени . IND о гоThe OPTOELECTRON DISTANCE, containing the first operational amplifier, to the output of which one LED of the first Differential Optocoupler is connected, connects the first photodiode between the inputs of the first operational amplifier, and the second photodiode of the first differential optocoupler between the inputs of the second operational amplifier, and between the output and the inverting input of the second operational amplifier the feedback resistor is turned on; the non-inverting inputs of the first and second operational amplifiers are connected respectively About the first and second common buses, as well as the first and second bias current sources, characterized in that, in order to achieve an accurate conversion, a second differential optocoupler is inserted into it, the first and second photodiodes, which are connected anti-parallel to the first and second respectively the photodiodes of the first differential optocoupler, the LED (L is turned on between the first bias current source and the first common bus, while the other electrode of the first differential optocoupler LED is connected to the second bias current source eni IND o go

Description

Изобретение относитс к электронике , в частности к усилител м, и может быть использовано в космической био-медицинской и другой контрольно-измерительной аппаратуре, Известен оптоэлектронный усилитель , содержащий первый операционны усилитель, между входами которого включен первый фотодиод дифференциального оптрона, между выходом первого операционного усилител и первой общей шиной включен светодиод , а между - входами второго операционного усилител включен второй фотодиод, между инвертирующим вводо второго операционного усилител и выходом включен резистор, причем не инвертирующий вход соединен с второй общей шиной С 1. Этот опто.электронньш усилитель о ладает недостаточно высокой точност преобразовани малых входных сигналов . Наиболее близким по технической ущности к предлагаемому вл етс оп тоэлектронный усилитель, содержащий первый операционный усилитель, к вы ходу которого подключен один элек род светодиода первого дифференциального оптрона, между входами первого операционного усилител включе первый фотодиод, а между входами второго операционного усилител второй фотодиод первого дифференционного ,оптрона, причем между выходом и инвертирующим входом второго операционного усилител .включен резистор обратной св зи, неинвертирую щие входы первого и второго операционных усилителей соединены соотве ственно с первой и второй общими шинами, а такдее первый и второй источники тока смещени 2. Известный оптоэлектронный усилитель также обладает недостаточно высокой точностью преобразовани . Цель изобретени - повьшение точ ности преобразовани . Цель достигаетс тем, что в опто электронный усилитель,, содержащий первый операционный усилитель, к выходу которого подключен один элек трод светодиода первого дифференциального оптрона, между входами первого операционного усилител В5слюче первый фотодиод, а между входами второго операционного усилител второй фотодиод первого дифференциального оптрона, причем между выход И инвертирующим входом второго операционного усилител включен резистор обратной св зи, неинве1 тирующие входы первого и второго операционных усилителей соединены соответственно с первой и второй общими шинами, а также первый и второй источники тока смещени , введен второй, дифференциальный оптрон, первый и второй фотодиоды которого включены встречнопараллельно соответственно первому и второму фотодиодам первого дифференциального оптрона, светодиод включен между первым источником тока смещени и первой общей шиной, при этом другой электрод светодиода первого. дифференциального оптрона соединен с вторым источником тока смещени . На чертеже представлена структурна электрическа схема оптоэлектронного усилител . Оптоэлектронный усилитель содержит первьй операционный усилитель 1, второй операционный усилитель 2, первьш дифференциальный оптрон 3, состо щий из светодиода 4, первого фотодиода 5, второго фотодиода 6, второй дифференциальный оптрон 7, состо щий из светодиода 8, первого фотодиода 9, второго фотодиода 10, резистор 11 обратной св зи, первый источник 12 тока смещени , второй источник 13 тока смещени . Оптоэлектронньй усилитель работает следующим образом. Первый операционный усилитель Г возбуждает светодиод первого дифференциального оптрона 3 таким образом , что разность токов, протекающих через первый фотодиод 5 и первый фотодиод 9 второго дифференциального оптрона 7, становитс равной входному току, причем через первый фотодиод 9 протекает посто нный ток. Разность токов, протекающих через второй фотодиод 6 первого дифференциального оптрона 3 и второй фотодиод 10 второго дифф.еренциального оптрона 7, также равна входному току, преобразуетс в выходное напр жение посредством второго операционного усилител 2, охваченного обратной св зью посредством резистора 11. В предлагаемом оптоэлектронном усилителе исключаетс работа оптрона на участке нечувствительности ттередаточной характеристики всего усилител , что повышает точность преобразовани входных сигналов. Дей3-1The invention relates to electronics, in particular to amplifiers, and can be used in space bio-medical and other instrumentation. An optoelectronic amplifier is known, containing a first operational amplifier, between the inputs of which a first photodiode of a differential optocoupler is connected, between the output of a first operational amplifier. the first common bus turns on the LED, and between the inputs of the second operational amplifier the second photodiode is turned on, between the inverting input of the second operational amplifier A resistor is connected to the output, and the non-inverting input is connected to the second common bus C 1. This optoelectronic amplifier does not have enough accuracy in converting small input signals. The closest to the technical disadvantage to the present invention is an optoelectronic amplifier containing the first operational amplifier, to the output of which one electrode of the LED of the first differential optocoupler is connected, switch the first photodiode between the inputs of the first operational amplifier, and between the inputs of the second operational amplifier the second photodiode of the first differential one , an optocoupler, moreover, a feedback resistor is connected between the output and the inverting input of the second operational amplifier. and second operational amplifiers connected respectively with governmental first and second common buses and takde first and second current sources biasing 2. Known optoelectronic amplifier also has not sufficiently high conversion accuracy. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the transformation. The goal is achieved by the fact that an optoelectronic amplifier containing the first operational amplifier, to the output of which is connected one electrode of the LED of the first differential optocoupler, between the inputs of the first operational amplifier B5cluster the first photodiode, and between the inputs of the second operational amplifier, the second photodiode of the first differential optocoupler, Between the output and the inverting input of the second operational amplifier, a feedback resistor is connected, non-inverting the inputs of the first and second operational amplifiers Inns with the first and second common buses, respectively, as well as the first and second bias current sources, a second differential optocoupler is introduced, the first and second photodiodes of which are connected counter-parallel to the first and second photodiodes of the first differential optocoupler, respectively, the first LED bus, while the other electrode of the first LED. the differential optocoupler is connected to a second bias current source. The drawing shows a structural electrical circuit of an optoelectronic amplifier. The optoelectronic amplifier contains the first operational amplifier 1, the second operational amplifier 2, the first differential optocoupler 3, consisting of the LED 4, the first photodiode 5, the second photodiode 6, the second differential optocoupler 7, consisting of the LED 8, the first photodiode 9, the second photodiode 10 feedback resistor 11, first bias current source 12, second bias current source 13. Optoelectronic amplifier works as follows. The first operational amplifier G excites the LED of the first differential optocoupler 3 in such a way that the difference in the currents flowing through the first photodiode 5 and the first photodiode 9 of the second differential optocoupler 7 becomes equal to the input current, and the direct current flows through the first photodiode 9. The difference in the currents flowing through the second photodiode 6 of the first differential optocoupler 3 and the second photodiode 10 of the second differential optocoupler 7 is also equal to the input current, converted into output voltage by the second operational amplifier 2 feedback-covered by a resistor 11. In the proposed optoelectronic the amplifier eliminates the operation of the optocoupler in the insensitivity region of the characteristic of the entire amplifier, which improves the accuracy of the conversion of input signals. Day3-1

ствие отрицательной обратной св зи по оптическому каналу приводит к тому , что между входами первого опера ционного усилител 1 имеетс вертуальный ноль. Таким образом обеспечиваетс идентичность режимов работы первых фотодиодов 5 и 9..The effect of negative feedback over the optical channel leads to the fact that between the inputs of the first operational amplifier 1 there is a vertical zero. This ensures that the operating modes of the first photodiodes 5 and 9 are identical.

. При использовании идентичных фотодиодов (что достигаетс изготов02020 , 4. When using identical photodiodes (which is achieved by manufacturing

лением их в едином технологическом цикле), предлагаемое устройство обеспечивает уменьшение напр жени смещени нул и его температурного дрей5 фа, т.е. повышает точность преобразовани . Кроме того, встречно-паралЛельное включение оптронов обеспечивает возможность передачи двупол рных сигналов.their development in a single technological cycle), the proposed device ensures the reduction of the zero bias voltage and its temperature drift, i.e. improves conversion accuracy. In addition, the counter-parallel connection of optocouplers provides the ability to transmit bipolar signals.

. .

ic, -,г Ш ic, -, g

Claims

An optoelectronic amplifier containing a first operational amplifier, the output of which is connected to one electrode of a LED of the first Differential Optocoupler, a first photodiode is connected between the inputs of the first operational amplifier, and a second photodiode of the first differential optocoupler, between the outputs of the second inverting input of the second operational amplifier resistor included · feedback non-inverting inputs of the first and second operational amplifiers are connected respectively to ne the second second common bus, as well as the first and second bias current sources, characterized in that, in order to increase the conversion accuracy, a second differential optocoupler, first and second photodiodes are inserted into it, which are connected counter-parallel, respectively, to the first and second photodiodes of the first <g differential optocoupler, an LED is connected between the first bias current source and the first common bus, while the other electrode of the LED of the first differential optocoupler is connected to the second bias current source.