SU634307A1 - Оптоэлектронное множительное устройство - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области вычислительной техники, в частности, к устройствам перемножени  двух электри-. ческих сигналов и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах , специализированных вычислител х систем управлени , в измерительных устройствах-и т.п. Известны оптоэлектронные множитель ные устройства. Одно из известных множительных устройств содержит фоторезисторы, включенные в два смежных плеча моста, в диагональ которого включены источник одного из входных сигналов и нагрузочны резистор, а также наход щиес  в оптичес кой св зи с фото резисторам и источники излучени , например, последовательно и согласно включенные полупроводниковые светодиоды и цепь смещени  . Недостатком такого множительного устройства  вл етс  значительна  нелиней ность его характеристики. Наиболее близким техническим решеHfieM к данному изобретению  вл етс  электронное множительное устройство, соцержащее фоторезистивный мост,в одну диагональ которого включены последовательно соециненные первый источник входного сигнала и первый масштабньй резистор, а в другую - нагрузочный резистор , причем фоторезисторы моста оптически св заны с соответствующими св тоциодами , катод первого и анод второго у-которых соединены через последовательно включенные второй источник входного сиЛтала и второй масштабный резистор с шиной нулевого потенциала, и блой задани  напр жени  смещени  2 . Недостатком этого множительного устройства  вл етс  отсутствие общей точки блока задани  напр жени  смеш&ни  и источников входных сигналов, что ограничивает регулировочные способности устройства, а следовательно и сферу его применени . Кроме того, известное

устройство имеет низкую чувствительность .

Целью изобретени   вл етс  увеличение чувствительности и регулировочной способности устройства за счет взаимного согласовани  источников вхоцньпс сигналов и блока зацани  напр жени  смещени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в оптоэлектрокном множительном

устройстве блок задани  напр жени  смещени  содержит два последовательно и согласно включенных источника посто нного напр жени , одни выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала, а другие выводы через ограничительные резисторы соединены соответственно с анодом первого и катодом второго светодиодов , причем фотореэисторы, включенны в противоположные плечи фоторезистивного моста, оптически св заны с соответствующими светодиодами.

На чертеже представлена приннипиалына  электрическа  схема оптоэлектронно- го множительного устройства, выполнен- на  согласно данному изобретению. Устройство содержит фотореэисторы 1, 2, 3, 4, соединенные вфоторезистивный мост, в одну диагональ которого включены последовательно соединенные первый масштабный резистор 5 и первый источник входного сигнала 6, а в другую диа bbixlJ Xi ( )

где . 5 сопротивление соответствующих фоторезисторов,

- сопротивление нагрузочного ре- зистора 7.

Прии 0 мост сбалансирован и величины сопротивлений соответствующих фо- торезисторов 1, 2, 3, 4, будут -RJ R по влении

TJgj i О разбаланс моста происходит за счет противофазных изменений сопротивлений фоторезисторов R i (или R , Р И Rj , Нз ). включенных в смежные плечи моста, на величину

.ДТ ф2«ЬТ ф .

При этом дл  напр жени  на выходе схемы при Т -дТгф иТ гЙф , можно получить выражение

-2Т(

г,,-(

.т .

гональ - нагрузочный резистор 7, фоторезисторы 1, 4 и 2, 3 моста оптически св заны с соогзетствующими первым 8 и вторым 9 светодиодами, катод nei вого светодиода 8 и анод второго свето- диода 9, соединены через последовательно включенные второй масштабный резистор

10и второй источник входного сигнала

11с шиной нулевого потенциала, блок задани  напр жени  смещени  12, который содержит два последовательно и согласно включенных источника посто нного напр жени  13 и 14 и ограничительные резисторы 15 и 16.

Устройство работает следующим образом .

Приращени  токов через светодиоды 8 и 9 будут определ тьс  величиной сигнала со второго источника 11, а преобладание одного из токов определитс  знаком 11 ИХ Я Изменение токов через светодиоды 8 и 9 приведет к разбалансировке фоторезистивного моста с фоторезисторами 1, 2, 3, 4, что при IIjiXi О позволит получить на нагрузочном резисторе 7 напр жение

,.

Напр жение на выходе фоторезистивного моста

i(-Ra R4VT aT 4()

Т.

-ДТ

12тгф„(

 .

т,

Можно показать, что в случае включени  в мост четьфех фоторезисторов 1 , 2, 3, 4 и в пренебрежении квадратичным членом з наменател  выходное напр жение моста будет равно

„

Ь1х-;, 1 .«Фд1«н Фо )

Claims (2)

1. Выбор рабочей точки фоторезисторНого оптрона на участках статической передаточной характеристики, где сопротивление сравнительно мало, приводит к уменьшению чувствительности устройства в целом. Однако, при этом увеличиваетс  стабильность работы и расшир етс  частотный диапазон множительного устройства. 563 Дл  сопротивлени  фоторезистора в линейном приближении аействительно выражение qp Фо , ( сд, , где Т(рд - сопротивление фоторезистора в выбранной рабочей точке при токе через светопиоц, равном 3(.д сд кущее значение тока через светодиоц; К - коэффициент чувствительности фоторезисторного оптрона в рабочей точке. Дл  мостовой схемы со светопиодами можно получить, что 21,,, в этом выражении , fe - напр жение источников посто нного напр жени  13 и - напр жение источника 11 второго из перемножаемы сигналов, - сопротивление в его jR Ei; loB CAtT E2 AOB2 C где W .д им (чд- статистические сопротивлени  светодиодов в рабочей точке; Т . Е внутренние сопротивлени  источников 13 и 14;R,,jg сопротивлени  ограничительных резисторов 15 и 16. В св зи с малыми значени ми К t , „ иТ,,. R практически равно п/- « v f «г Ao&(Rl5 выражени  дл  Т и J.. следует БХ4 С учетом этого выражение множительного устройства с четырьм  фоторезисторами примет вид 11тх„у к11 i ,( При двух фоторезисторах чувствительность устройства будет в два раза меньше . Экспериментально испытьшалось множительное устройство с оптронами, у которых при токе светодиодов Зсдо сопротивление фоторезисторов1 ф :15,ЗкО Приращени  тика через светодиоды Д3(;д 0,5 мА выэьгоали изменени  сопротивлени  фоторезисторов, равные :i+0,8 кОм. Остальные параметры схемы имели следующие значени : R 75 кОм R 2,1 кОм и 330 Ом. Нелинейност выходных характеристик при изменении напр жений источников И jy . И jx пределах от О до +10 В составл ла около 0,1-0,3%. Простота Схемы и наличие общей точки у источников посто нного напр жени  13 и 14, источников входных сигналов 6 и 11 при увеличенной чувствительности делают возможным использование разработанного оптоэлектронного множительного устройства в объектах вычислительной и измерительной техники и автоматики . Формула изобретени  Оптоэлектронное множительное устро ство, содержащее фоторезистивный мост, в одну диагональ которого включены последовательно соединенные первьй источник входного сигнала и первый масштабный резистор, а в другую - нагрузочный резистор , причем фоторезисторы моста оптически св заны с соответствующими светодиодами , катод первого и анод второго у которых соединены через последовательно включенные второй источник входного сигнала и второй масштабный резистор с шиной нулевого потенциала, и блок задани  напр жени  смещени , отличающеес  тем, что, с целью увеличени  чувствительности и регулировочной способности устройства за счет взаимного согласовани  источников входных сигналов и блока задани  напр жени  смещени , блок задани  напр жени  смещени  содержит два последовательно и согласно включенных источника посто нного напр жени , одни выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала, а другие выводы через ограничительные резисторы соединены соответственно с анодом первого и катодом второго светоди- одов, причем . фоторезисторы, включенные в противоположные плечи фоторе- зистивного моста, оптически св заны с соответствующими светодиодами. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1. Автономов В, А. и др. Оптоэлектронное устройство дл  перемножени  аналоговых величин,Электронна  техника, сер. Y1 , Микроэлектроника, вып. 2, 1969, с. 14.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 297045, кл. q 06 Q 7/16, 1969.