SU534036A1

SU534036A1 - Optoelectronic device

Info

Publication number: SU534036A1
Application number: SU2147847A
Authority: SU
Inventors: Владимир Григорьевич Смертин
Original assignee: Московский Ордена Ленина Авиационный Институт Имени Серго Орджоникидзе
Priority date: 1975-06-25
Filing date: 1975-06-25
Publication date: 1976-10-30

Description

Изобретение относитс к вычислительной и измерительной технике и предназначено дл использовани в счетных машинах, дискретной автоматике и телемеханике, в телеизмерении .The invention relates to computing and measurement technology and is intended for use in counting machines, discrete automation and telemechanics, in telemetry.

В импульсной технике известны оптоэлектронные устройства, выполненные на оптроне с положительной обратной св зью 1.In the pulse technique, optoelectronic devices made on an optocoupler with positive feedback 1 are known.

Известно также оптоэлектронное устройство , содержащее оптрон с положительной обратной св зью, источник и приемник излучени которого зашунтированы приемниками излучени , оптически св занными с управл ющими источниками излучени 2.It is also known an optoelectronic device containing a positive feedback optocoupler, the source and receiver of which is shunted by radiation detectors optically coupled to control radiation sources 2.

Однако у известных устройств узкие функциональные возможности.However, the known devices have narrow functionality.

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей.The purpose of the invention is to expand the functionality.

Это достигаетс тем, что в предлагаемое оптоэлектронное устройство введен канал запаздывающей обратной св зи, содержащий источник излучени , оптически св занный с фотоприемником , который включен последовательно с одним из управл ющих источников излучени , и фотоприем-ник, оптически св занный с источником излучени , который включен последовательно с источником излучени оптрона.This is achieved by introducing a delayed feedback channel in the proposed optoelectronic device, containing a radiation source optically coupled to a photodetector, which is connected in series with one of the control radiation sources, and a photodetector optically coupled to the radiation source, which connected in series with the optocoupler radiation source.

На чертеже представлена схема предлагаемого оптоэлектронного устройства.The drawing shows the scheme of the proposed optoelectronic device.

Оптоэлектронное устройство состоит из входного излучател - светодиода 1, воздействующего световым потоком на приемник излучени - фоторезистор 2, шунтирующийAn optoelectronic device consists of an input radiator — an LED 1 that acts like a light beam on a radiation receiver — a photoresistor 2 that shunts

источник излучени - светодиод 3, который сradiation source - LED 3, which with

приемником излучени - фоторезистором 4radiation receiver - photoresistor 4

образует оптрон с положительной оптическойforms an optocoupler with a positive optical

обратной св зью.feedback.

На приемник излучени - фоторезистор 5On the radiation receiver - photoresistor 5

воздействует световой поток от излучател - светодиода 6.the light flux from the emitter - LED 6 is affected.

Канал обратной запаздывающей св зи реализуетс через источник излучени - светодиод 7, приемник излучени - фоторезисторA delayed feedback channel is implemented through a radiation source — a LED 7; a radiation receiver — a photoresistor

8, источник излучени - светодиод 9, приемник излучени - фоторезистор 10, излучатель 1.8, the radiation source is the LED 9, the radiation receiver is the photoresistor 10, the emitter 1.

В режиме усилени посто нного напр жени устройство работает следующим образом.In a constant voltage boosting mode, the device operates as follows.

К шинам 11 - 12, 13-14, 15-16 подключаетс посто нное напр жение; входное усиливаемое напр жение подаетс на светодиод 6 через шины 17-18. Нри увеличении входного напр жени увеличиваетс световой поток светодиода 6, сопротивление фоторезистора 5 уменьшаетс , ток в цепи первого каскада увеличиваетс , следовательно, увеличиваетс световой поток светодиода 7, который воздействует на фоторезистор 8. Ток второго каскада возрастает, вызыва увеличение световогоA constant voltage is connected to tires 11-12, 13-14, 15-16; input amplified voltage is applied to LED 6 through buses 17-18. As the input voltage increases, the luminous flux of the LED 6 increases, the resistance of the photoresistor 5 decreases, the current in the first cascade circuit increases, consequently, the luminous flux of the LED 7 increases, which affects the photoresistor 8. The current of the second stage increases, causing the light to increase

потока светодиода 9 и благодар уменьшению сопротивлени фоторезистора 10 увеличение тока выходного каскада. Вследствие того что на каждом каскаде происходит усиление сигнала в 15-20 раз, общий коэффициент усилени по напр жению дл такого трехкаскадного усилител может достигать 3000-4000 и выше.the flux of the LED 9 and due to the decrease in resistance of the photoresistor 10 increase the current of the output stage. Due to the fact that the signal is amplified by 15–20 times at each stage, the total voltage gain for such a three-stage amplifier can reach 3000–4000 or more.

В режиме усилени переменного напр жени во входной каскад включаетс дополнительный источник смеш,ени дл создани рабочей точки, относительно которой мен етс входное напр жение.In the ac voltage boost mode, an additional mix source is turned on in the input stage to create an operating point with respect to which the input voltage varies.

Переменный сигнал с выходного каскада можно сн ть через разделительный конденсатор , который на схеме не показан.The variable signal from the output stage can be removed through a coupling capacitor, which is not shown in the diagram.

В режиме триггера устройство работает следующим образом.In the trigger mode, the device operates as follows.

Управл ющие импульсы поступают на светодиод 1 (через шины 19-11) и светодиод 6 (через шины 17-18). На шины 15-20 (причем шины 20 и 16 закорачиваютс ) подаетс посто нное напр жение питани . Выходной сигнал триггера (состо ние «О - ток регенеративного оптрона имеет минимальное значение; состо ние «1 - максимальное значение ) снимаетс со светодиода 7, воздействующего на фоторезистор 8. Схема может занимать одно из устойчивых состо ний «О или «1.Control pulses arrive at LED 1 (through buses 19-11) and LED 6 (through buses 17-18). Tires 15-20 (with tires 20 and 16 short-circuited) are supplied with a constant supply voltage. The trigger output signal (state "O - the regenerative optocoupler current has a minimum value; state" 1 - maximum value) is removed from the LED 7 acting on the photoresistor 8. The circuit may occupy one of the stable states "O or" 1.

Допустим, схема находитс в состо нии «О, т. е. ток через светодиод 7 -практически не протекает вследствие очень большого темпового сопротивлени фоторезисторов 4 и 5. При подаче импульса на шины зажигаетс светодиод 6, который, воздейству световым потоком на фоторезистор 5, уменьшает его величину , при этом ток через светодиод 3 увеличиваетс . А так как световой поток светодиода 3 воздействует на фоторезистор 4, последовательно с ним соединенный, то уменьшение сопротивлени фоторезистора 4 влечет за собой новое увеличение тока через светодиод 3. Процесс нарастани тока лроходит лавинообразно до тех пор, пока в схеме не установитс максимальный ток, определ емый световым сопротивлением фоторезистора 4. Схема занимает новое устойчивое положение, которое сохран етс сколь угодно долго и после окончани управл ющего импульса на шинах 17-18.Suppose the circuit is in the state "O", i.e., the current through the LED 7 does not practically flow due to the very high temp resistance of the photoresistors 4 and 5. When a pulse is applied to the bus, the LED 6 is ignited, which, by affecting the photoresistor 5 decreases its value, while the current through the LED 3 increases. And since the luminous flux of the LED 3 acts on the photoresistor 4 connected in series with it, the decrease in resistance of the photoresistor 4 entails a new increase in the current through the LED 3. The process of current buildup ends avalanche until the maximum current is determined in the circuit the light resistivity of the photoresistor 4. The circuit occupies a new stable position, which is maintained indefinitely after the termination of the control pulse on the tires 17-18.

Дл того чтобы схему перевести в состо ние «О, необходимо воздействовать управл ющим импульсом на светодиод 1 (через шины 19-11). При этом светодиод 1 воздействует на фоторезистор 2 - происходит шунтирование светодиода 3. Ток через него уменьшаетс , что приводит к увеличению сопротивлени фоторезистора 4 и как следствие - к дальнейшему уменьшению тока светодиода 3. Этот процесс лавинообразно проходит до тех пор, пока ток в цепи регенеративного оптрона не будет равен минимальному значению, определ емому темповым сопротивлением фоторезисторов 4 и 5. Это состо ние схема сохран ет до тех пор, пока на шины 17-18 не воздействует управл ющее напр жение.In order to transfer the circuit to the "O" state, it is necessary to act with a control pulse on LED 1 (via buses 19-11). At the same time, LED 1 acts on a photoresistor 2 — LED 3 is shunted. The current through it decreases, which leads to an increase in the resistance of the photoresistor 4 and, as a result, to a further decrease in the current of LED 3. This process is avalanched until the current in the regenerative circuit the optocoupler will not be equal to the minimum value determined by the tempo resistance of photoresistors 4 and 5. This circuit keeps the state until the control voltage affects the tires 17-18.

Выходное состо ние триггера может определ тьс или оптическим сигналом (световойThe output state of the trigger can be determined either by an optical signal (light

поток светодиода 7), или электрическим (падение напр жени на светодиоде 7), или через каскад усилени фоторезистор 8 - светодиод 9 (падение напр жени в цепи фоторезистора 10).LED light flux 7), or electric (voltage drop on LED 7), or through the amplification cascade of photoresistor 8 — LED 9 (voltage drop in the photoresistor 10 circuit).

В режиме релаксационного генератора устройство работает следующим образом.In the mode of the relaxation generator, the device operates as follows.

Посто нное напр жение подводитс к шинам 19-12, 13-14, 15-20, причем величина напр жени на шинах 15-20 выбираетс таКИМ образом, что при подаче данного напр жени на регенеративный оптрон схема занимает устойчивое положение, из которого мгновенно переходит в устойчивое состо ние, при котором ток в схеме регенеративного оптронаThe constant voltage is supplied to the tires 19-12, 13-14, 15-20, and the voltage on the tires 15-20 is chosen in such a way that when this voltage is applied to the regenerative optocoupler, the circuit takes a stable position, from which it instantly passes to steady state in which the current in the regenerative optocoupler circuit

имеет максимальное значение. Следовательно , фоторезистор 8 высвечиваетс максимальным световым потоком светодиода 7. Спуст некоторое врем зап (врем запаздывани ), обусловленное инерционностью фоторезистораhas a maximum value. Consequently, the photoresistor 8 is illuminated by the maximum luminous flux of the LED 7. After some time, the wake-up time (latency) due to the inertia of the photoresistor

10, фоторезистора 2, происходит шунтирование светодиода 3. Ток в цепи регенеративного оптрона уменьшаетс .10, the photoresistor 2, the LED 3 is shunted. The current in the regenerative optocoupler circuit is reduced.

Световой поток светодиода 7 при этом равен нулю, а сопротивление фоторезистораThe luminous flux of the LED 7 is thus zero, and the resistance of the photoresistor

8 - максимальное, происходит гашение светодиода 9 и спуст некоторое врем запаздывани гашение светодиода 1. Сопротивление фоторезистора 2 становитс максимальным (до 0,5 мом), светодиод 3 не шунтируетс . В схеме возникает новый скачок тока.8 is maximum, the LED 9 is extinguished and after a certain delay time the LED 1 is extinguished. The resistance of the photoresistor 2 becomes maximum (up to 0.5 megohm), the LED 3 is not shunted. In the circuit, a new current surge occurs.

Процесс генерации, таким образом, начинаетс с начала. Врем задержки обусловлено как числом каскадов в цепи обратной св зи, так и величиной питающего напр жени наThe generation process thus begins from the beginning. The delay time is determined by both the number of stages in the feedback circuit and the magnitude of the supply voltage

шинах 19-11 и 13-14, так как инерционность фоторезисторов зависит также от уровн возбуждени .tires 19-11 and 13-14, since the inertia of photoresistors also depends on the level of excitation.

В режиме широтно-импульсного модул тора устройство работает следующим образом.In the pulse-width modulator mode, the device operates as follows.

На шины 15-20 подаетс опорное синусоидальное переменное напр жение с рабочей частотой f. Благодар релейной характеристике н вентильному свойству светодиодов переменное синусоидальное напр жение преобразуетс в импульсы одной пол рности, причем ширина импульсов зависит от напр жени , приложенного к светодиоду 1, так как напр жение загорани дл регенеративного оптрона зависит от величины шунтирующего светодиодA busbar 15-20 is supplied with a reference sinusoidal alternating voltage with an operating frequency f. Due to the relay characteristic of the valve property of the LEDs, the alternating sinusoidal voltage is converted into pulses of one polarity, and the width of the pulses depends on the voltage applied to LED 1, since the ignition voltage for the regenerative optocoupler depends on the size of the shunt LED.

3 сопротивлени фоторезистора 2.3 resistance photoresistor 2.

При использовании в качестве источников излучени люминесцентных конденсаторов возможно получение не только видеоимпульсов , но и радиоимпульсов. Частота заполнени импульсов соответствует частоте питающего напр жени (на шинах 15-20). При этом питание каскадов обратной запаздывающей св зи (шины 19-12, 13-14) в случае релаксационного генератора радиоимпульсов можетWhen using luminescent capacitors as radiation sources, it is possible to receive not only video pulses, but also radio pulses. The frequency of filling the pulses corresponds to the frequency of the supply voltage (on tires 15-20). In this case, the power supply of the feedback delayed stages (buses 19-12, 13-14) in the case of a relaxation generator of radio pulses can

осуществл тьс как посто нным, так и переменным напр жением.performed by both constant and alternating voltage.

Claims

1. US patent number 3042807, class. 250-213, publ. 07.07.62

2. US Patent N 3031579, cl. 250-213, publ. 04.24.62 (prototype).