SU1210121A1 - Прибор дл измерени экспозиции - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к кино- фототехнике, а именно к приборам дл  измерени  экспозиции, и может быть использовано дл  построени  экспонометрических систем в высоко классных фотоаппаратах.

Цель изобретени  повышение точности и расширение динамического диапазона.

На чертеже показана схема уст ройства.

Устройство содержит резистор 1 ввода, индикатор 2 и фотодиод 3, один вывод которого соединен с не- инвертирующим входом дифференциапь кого усилител  4 и с коллектором первого транзистора 5, база которого соединена с выходом и с инвертирующим входом дифференциального усилител  4j а также с базой второ го транзистора 6, эмиттер которого через резистор 7 соединен с общей щиной источника 8 питани , два дополнительных дифференциальных усилител  9 и 10, два дополнительных транзистора 11 и 12, п ть резисторов 13-17 и резистивный делитель 18, Неинвертирующий вход первого дополнительного дифференциального усилител  9 соединен с выходом основного дифференциального усилител  4, выход соединен через первый резистор 17 с эмиттером второго транзистора 6, коллектор которого соединен с инвертирующим входом первого дополнительного дифференциального усилител  9 и через второй резистор 16 соединен с вьг- ходом второго дополнительного дифференциального усилител  10, с одним входом резистивного делител  8 и с одним выводом резистора 1 ввода , другой вывод которого соединен с эмиттером первого транзистора 5 и с одним выводом третьего резистора 15, другой вывод к оторого соединен с общей шиной источника 8 питани , с эмиттером первого дополнительного транзистора 11 и с другим входом резистивного делител  18, выход которого соединен с эмиттером второго дополнительного транзистора 12, база которого соединена с базой и коллектором первого дополнительного транзистора 1 и с одним выводом п того резистора 14, другой вьшод которого соединен с другим выводом четвертого

резистора 13 и с шкной источника 8 питани , индикатор 2 включен между общей шиной источника 8 питани  и выходом первого дополнитель-

ного дифференциального усилител  9, а другой вывод фотодиода 3 .соединен с инвертирующим входом основного дифференциального усилител  4,

Устройство работает следз ющим

образом.

Ток 1 фотодиода 3 за исключением пренебрежимо малого входного тока дифференциального усилител  А течет в коллектор транзистора 5, При этом

1 Ф .S,(1)

где Ф - световой поток;

S - интегральна  чувствительность В коллектор же транзистора 6 течет ток

(2)

Uio - Ul4

17Г-

где и и к, - выходные напр жени  соответственно дифференциальных усилителей Аи О,

Известно5 что разность падений напр жени  на эмиттерных переходах двух транзисторов равна

uU

vJT

q

-4

I.

(3)

посто нна  БольЦмана; Т - температура. К, q - элементарный зар д, причем kT/q Ч -г температурный потенциал; IJ и Ig - коллекторные токи двух транзисторов,

В данной схеме потенциал эмитте- ра транзистора 5 при условии, что ток через резистор 1 ввода значительно превьшает ток фотодиода 3 (это нетрудно выполни.ть, так как в фотоаппарате ер 0 К равен

и

Го

R,- ,5

R,3

(4)

В результате дл  транзисторов 5 50 и 6 можно записать

п -Lip

7 15 i7

и,

(5)

где и.

падени  напр жени 

на соответствующих резисторах 15 и 7, равные потенциалам эмиттеров транзисторов соответственно 5 и 6; Ig - коллекторный ток.транзистора 6,

Дл  тра зисторов 11 и 12 можно записать

k,,(,.en Ь

(6)

где k - коэффициент делени  резне- тивного делител  18;

I ,, и - коллекторные токи транзисторов II и 12 соответственно . Выражение (6) выполн етс  строго при условии, что ток значи тельно меньше тока через резистив- ный делитель 18, что несложно обеспечить за счет выбора 1, « 10-30 мк При этом можно заметить, что

т - JL . т - -iL . f7)

i )

где и - падение напр жени  на резисторах 13 и 1А, так как напр жение смещенн  между входами дифференциального усилител  10 по сравнению с ним пренебрежимо мало.

Подставив равенства (7) в равенство (6), получают

R,

i...,,.en

(8)

т„е. это напр жение не зависит от напр жени  питани .

Выбира  коллекторный ток транзистора 6 значительно меньше тока через резистор 17, получают, что

( } (9)

Ueb,x и,

Таким образом

вы, (

R|7 -S

RT

R,

)-Чт(

Ri

If en

R,

R , +R

k к

15

(0)

). Ri3 6 - Если в качестве индикатора 2 ис пользовать гальванометр с медной катушкой, обладающей температурным коэффициентом сопротивлени  близким к cf , то зависимость показаний гальванометра от температуры практически исключаетс . За счет подбора сопротивлени  резистора 17 получают требуемый наклон выходной логарифмической характеристики экс понометрического прибора, Выбира  сопротивлени  резистора 1 значитеп

1012I

но больше, чем сопротивление резистора 15, что легко сделать, так как падение напр жени  на резисторе 15 лежит в пределах 100-200 мВ, а на

5 резисторе I более 1 В, обеспечивают возможность ввода нескольких экспозиционных параметров одновременно путем вьшолнени  резистора ввода в виде р да одинаковых резистоtfi ров, подключаемых параллельно с помощью соответствуюш тх переключателей ввода экспозиционных параметров .

В предлагаемом устройстве обес-

15 печиваетс  частична  термокомпенсаци  интегральной чувствительности фотодиода, так как ток 1 с изменением температуры также измен етс  за счет изменени  разности напр же-

20 НИИ Ujg-U, компенсиру  изменени  S от температуры.

Изобретение позвол ет повысить точность измерени  экспозиции до +0,1 ступени в диапазоне освещен-

25 ностей от 10 до 10 лк за счет исключени  дестабилизирующего вли ни  темнового тока фотодиода З и дрейфа потенциалов эмиттеров двух транзисторов 5 и 6 и за счет повьг30 шени  температурной стабильности, так как в предлагаемом устройстве ввод экспозиционных параметров осуществл етс  путем регулировани  потенциала эмиттера одного транзисто-

,, ра (а не двух) без применени  повторителей напр жени , внос щих ошибку . Кроме того, регулирующий -потенциал и разность напр жений на эмит- терных переходах двух транзисто-

д ров 5 и 6, пропорциональна  логарифг- му светового потока, имеют идентичную температурную зависимость (f , Вли ние термоз ависимого темнового тока фотодиода 3 снижено до миниму-

,с ма за счет включени  след щей обратной св зи через дифференциальный усилитель , обеспечивающий во всех случа х фотодиоду режим короткого замыкани  .

Редактор Н. Бобкова

Составитель В, Верютин

Техред 3.Палий Корректор А. Обручар

Заказ 516/54 Тираж 437 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, 1осква, , Раушска  наб., д. 4/5

Филиал ГОШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектна ,

Claims (1)

1. ПРИБОР ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭКСПОЗИЦИИ, содержащий резистор ввода, индикатор и фотодиод, один вывод которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя и с коллектором первого транзистора, база которого соединена с выходом и с инвертирующим входом дифференциального усилителя, а также с базой второго транзистора, эмиттер которого через резистор со— > единен с общей шиной источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона, в него введены два дополнительных дифференциальных усилителя, два дополнительных транзистора, пять резисторов и резистивный делитель, причем неинвертирующий вход первого дополнительного дифференциального усилителя соединен с выходом основного дифференциального усилителя, выход первого дополнительного дифференциального усилителя соединен через первый резистор с эмиттером второго транзистора, коллектор которого соединен с инвертирующим входом первого дополнительного дифференциального усилителя и через второй резистор . соединен с выходом второго дополнительного дифференциального усилите— л-я, с одним входом резистивного делителя и с одним выводом резистора ввода, другой вывод которого соединен с эмиттером первого основного транзистора и с одним выводом третьего резистора другой вывод которого соединен с общей шиной источника питания, с эмиттером первого дополнительного транзистора и с другим входом резистивного делителя, выход которого соединен с эмиттером второго дополнительного транзистора, база которого соединена с базой и коллектором первого дополнительного транзистора, с одним выводом четвертого резистора и с неинвертирующим входом второго дополнительного дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого соединен с коллектором второго дополнительного транзистора и с одним выводом чет— вертого резистора и с шиной источника питания и выходом первого дополнительного дифференциального усилителя, а другой вывод фотодиода соединен с инвертирующим входом основного дифференциального усили- теля .

   .2