SU1663754A1 - Оптоэлектронный усилитель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике. Цель изобретени  - повышение температурной стабилизации. В оптоэлектронном усилителе под действием входного сигнала операционный усилитель /ОУ/ 3 посредством регулирующего элемента, выполненного на транзисторе 6, возбуждает светодиод 12 дифференциального оптрона 9. Протекающий через светодиод 12 ток вследствие фотоэффекта генерирует токи в фотодиодах 10 и 11, равные по величине. ОУ 7 работает в качестве преобразовател  фототока фотодиода 11 дифференциального оптрона 9 в выходное напр жение. Изменение температуры окружающей среды приводит к изменению величины тока, протекающего через светодиод 12. Введение термостабилизации с помощью ОУ 13 и транзистора 6 позвол ет скомпенсировать температурную составл ющую тока светодиода 12 без нарушени  линейности передаточной характеристики и расширить таким образом температурный диапазон от 0 до + 75°С. 1 ил.

Description

0 + Еот 2(kh Tcfff

f-f олг

Ј

iU

XJ ел

77 16

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в устройствах преобразовательной и измерительной техники , требующих гальванической разв зки входных и выходных цепей.

Цель - повышение температурной стабилизации .

На чертеже представлена структурна  электрическа  схема оптоэлектронного усилител .

Оптоэлектронный усилитель содержит первый резистор 1, первый источник 2 тока, первый операционный усилитель 3, третий резистор 4, четвертый резистор 5, транзистор 6 регулирующего элемента, второй операционный усилитель 7, второй резистор 8, дифференциальный оптрон 9, первый и второй фотодиоды 10 и 11, светодиод 12, третий операционный усилитель 13, второй источник 14 тока, п тый и шестой резисторы 15 и 16, входную и выходную общие шины 17 и 18.

Оптоэлектронный усилитель работает следующим образом.

Под действием входного сигнала VBX первый операционный усилитель 3 посредством транзистора 6 возбуждает светодиод 12 дифференциального оптрона 9 до тех пор, пока

1вх + 1см1 11(1)

Протекающий через светодиод 12 дифференциального оптрона 9 ток сд вследствие фотоэффекта генерирует токи в фотодиодах 10 и 11, равные по величине

1сд У,

где у- коэффициент передачи по току оптического канала светодиод-фотодиод.

Второй операционный усилитель работает в качестве преобразовател  фототока второго фотодиода 11 дифференциального оптрона 9 в напр жение /вых.

Дл  величины /Вых справедливо следующее выражение:

/вых -Ra Осм.2-12). Так как

12 сд У2 , ТО

VBHX -Re 1см2 + Ra сд yz. (2) Выражение (1) можно переписать следующим образом:

VBX./R1 + см.1 сд У1 ,

откуда

irn VBX- + )

сд Riyi ()

Подставив выражение (3) в (2), получим

VBMx. -R8 1см2 + VBX + 1см.1 X -Если выполнить условие ICMI 1см.2; У1 У2 : RT Re,

то

Vab,x VBX.(4)

где yi, у2 - коэффициенты передачи по току соответственно дл  первого и второго фотодиодов .

Изменение температуры окружающей среды приводит к изменению величины тока

Ьд, протекающего через светодиод 12 дифференциального оптрона 9, при неизменном входном сигнале. Этот процесс в конечном итоге в соответствии с выражением (2) оказывает существенное вли ние на

величину выходного напр жени  VBLIX, что  вл етс  недопустимым, так как нарушаетс  линейность передаточной характеристики устройства.

Введение термостабилизации на третьем операционном усилителе 13 и транзистора 6 позволило скомпенсировать температурную составл ющую тока свето- диода 12 дифференциального оптрона 9 без нарушени  линейности передаточной характеристики устройства и расширить таким образом температурный диапазон от О до +75°С. В результате использовани  транзистора 6 совместно с резисторами 15 и 16 удалось повысить нагрузочную способность

первого операционного усилител  3 за счет высокого входного и малого выходного импеданса транзистора 6, а также расширить регулируемый диапазон тока Сд, что особенно необходимо при работе устройства

в услови х повышенной температуры окружающей среды.

Любое внешнее или локальное температурное воздействие на корпус дифференциального оптрона 9 приводит к ощутимому

изменению тока 1Сд при неизменном VBx, a следовательно, и напр жени  VBHX.

Дл  устранени  этого  влени  служит третий операционный усилитель 13,

Любое, пусть даже незначительное,

изменение потенциала транзистора 6 отрабатываетс  третьим операционным усилителем 13 и первым операционным усилителем 3 так, чтобы это изменение скомпенсировать.

Таким образом достигаетс  температурна  стабилизаци  параметров оптоэлектронного усилител  при сохранении высокой линейности передаточной характеристики устройства, а следовательно, повышаетс  точность преобразовани .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Оптоэлектронный усилитель, содержащий первый операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с

   первым выводом первого резистора, второй вывод которого  вл етс  входом оптоэлект- ронного усилител , второй операционный усилитель, между выходом,  вл ющимс  выходом оптоэлектронного усилител , и ин- вертирующим входом которого включен второй резистор, дифференциальный опт- рон, первый фотодиод которого включен между входами первого операционного усилител , катод и анод второго фотодио- да соединены с инвертирующим и неинвертирующим входами второго операционного усилител , первый и второй источники тока смещени , при этом второй источник тока смещени  подключен к инвертирующему входу второго операционного усилител , неинвертирующий вход которого соединен с выходной общей шиной, отличающийс  тем, что, с целью повышени  температурной стабилизации, введены тре- тий операционный усилитель, выполненный

   с дифференциальным входом, и регулирующий элемент, выполненный на транзисторе, между коллектором которого и вторым выводом первого резистора включен третий резистор, между выходом первого операционного усилител  и базой транзистора включен четвертый резистор, эмиттер транзистора соединен с анодом светодиода, катод которого соединен с входной общей шиной, а параллельно светодиоду подключены входы третьего операционного усилител , выход которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилител , при этом первый источник тока смещени  подключен к неинвертирующему входу первого операционного усилител , а катод и анод первого фотодиода дифференциального оптрона подключены к неинвертирующему и инвертирующему входам первого операционного усилител  соответственно