SU711592A1 - Оптоэлектронное устройство дл возведени в квадрат - Google Patents

Description

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для работы в составе различных информационно-измерительных устройств и систем, 5 . Известны оптоэлектронные устройства для возведения в квадрат электрического сигнала.

Известно устройство, выполненное по мостовой схеме на фотосопротивлениях, включенных в два противоположных плеча моста [1]. В измерительную диагональ моста включена согласованная триодная пара. Входное напряжение управляет анодным током одного 15 из триодов и одновременно управляет накалом лампочки освещения фотосопротивлёния, включенного в цепь смещения того же триода. Таким образом, на выходе устройства имеется напря- 20 женйе, пропорциональное квадрату входного, напряжения. Устройство имеет большую мощность потребления, большие габаритные размеры и представляет значительные трудности стыковки его с современной полупроводниковой микроэлектронной аппаратурой. Недостатками такого устройства являются бол-ьшое время переходных процессов , связанное с инерционностью лампочек накаливания, и низкая динамическая точность, обуславливаемая длительными переходными процессами, а также иной проводимостью вакуумных триодов .

Известно также устройство, содержащее два оптрона, включенных в смежные плечи резистивной мостовой схемы, источник питания, источник сигнала и схему вычитания постоянной составляющей не операционномусилителе , причем один оптрон выполнен в виде квадратичного, а другой - в вице линейного элементов [2].

Недостатком этого устройства является ограниченный динамический режим работы.

Наиболее близкое к предлагаемому изобретению оптоэлектронное устройство для возведения в квадрат содержит масштабный операционный усилитель и масштабный оптрон [3].

Недостатком такого устройства является ограниченное быстродействие и невысокий динамический диапазон работы.

Цель изобретения - увеличение быстродействия и динамитеского диапазона работы устройства.

Это достигается тем, что в оптоэлектронное устройство для возведения в квадрат, содержащее масштабный операционный усилитель и масштабный оптрон, введен формирователь модуля, вход которого является входом устройства и соединен через фоторезистор масштабного оптрона с входом масштабного операционного усилителя,-, а выход формирователя модуля через излучатель масштабного оптрона связан с шиной нулевого потенциала, причем выход масштабного операцион-'. кого усилителя·является выходом устройства.

На чертеже дана принципиальная рхема предлагаемого устройства.

Устройство содержит формирователь 1 модуля, масштабный оптрон 2 и масштабный операционный усилитель 3. Кае штабный-оптрон 2 содержит фоторезистор 4, оптически связанный с излучателем 5, а формирователь 1 модуля выполнен в виде точного двухполупериодного выпрямителя с единичным коэффициентом передачи на двух операционных усилителях б и 7, диодах 8 и 9 25 и резисторах 10-16.

Излучатель 5, например, светодиод, масштабного оптрона 2 связан с выходом формирователя 1 модуля,причем выход его на рабочий участок характери-»зд стики осуществляется смещением нуля операционного усилителя 7 с помощью переменного резистора 15,подключенно.го к выводам источника раз неполярных напряжений * Е’. Масштабный операцион- 35 ный усилитель 3 имеет в цепи обратной связи резистор 17 с сопротивлением R , '

Устройство работает следующим образом. На вход формирователя 1 моду- . ля и масштабного усилителя 3 подается напряжение Ugxг которое необходимо возвести в квадрат. Величина сопротивления Кф фоторезистора 4 зависит от интенсивности свечения.излучателя 5 (светодиода), а интенсивность све- 45 чения, в свою очередь, зависит от величины входного напряжения. т.ё..

. йф = к/ и_Вх...., (1) где К - постоянная преобразования • масштабного оптрона 2. На выходе мас-50 штабного усилителя 3 устанавливается напряжение в зависимости от соотношения сопротивления R_o резистора 17 цепи обратной связи и ^|^вых ⁼ '-^|вх^о ^ф-· (2),

ИЛИ ^UBhlX ^иВА^О^^К· -(3) .

Подбором сопротивления R_o отношение R_o/K устанавливают так, чтобы численная величина его равнялась единице? при размерности 1 (В). Таким образом, при помощи фотоуправляемого масштабного операционного усилителя эффективно решается вопрос апроксимации квадратичной зависимости.

. Предлагаемое устройство имеет большой динамический, диапазон работы, позволяет возводить в квадрат как постоянные, так и переменйые напряже- . кия с точностью в .0,1%; быстродействие определяется временем переходного процесса- порядка, которое составляет 200 нс. '

Claims (3)

1. Это достигаетс  тем, что в оптоэлектронное устройство дл  возведени  в ква.црат, содержащее масштабный операционный усилитель и масштаб ный оптрон, введен формирователь модул , вход которого  вл етс  входом устройства и соединен через фоторезистор масштабного оптрона с входом масштабного операционного усилител , а выход формироваТ;ел  модул  через излучатель масштабного оптрона св зан с шиной нулевого потенциала, причем выход масштабного операционнего усилител  вл етс  выходом устройства , На чертеже дана прини.ипиальна  рхема предлагаемого устройства. Устройство содержит формирователь 1 модул , масштабный оптрок 2 и масш табный операционный усилитель 3 Кас штабный-оптрон 2 содержит фоторезистор 4, оптически св занный с излучателем 5, а формирователь 1 модул  эы полней в виде точного двухполупериод ного в.ыпр мител  с единичным коэффициентом передачи на Д15ух операционных усилител х б н 7, диодах 8 и 9 .И резисторах 10-16. Излучатель 5, например светодиод, масшггабного оитрона 2 св зан с формировател  1 моду.ш,причем вы ход его на рабочий участок характари стнкы осуществл етс  смещением нул  операционного усилител  7 с помощьга переменного резистора 15рподключенно . го к выводам источника разнопол рньи напр жекх-й ± Масштабный операциоккый усилитель 3 имеет в цепи обратной св зи резистор 17 с сопротивлени ем R. Устройство работсгет следующим образом . На вход формировател  1 модул  -л масштабного усилител  3 подаетс  напр жение Ug5i.f -которое необходимо возвести в каадрат. Величина сопротивлени  Кф фоторезистора 4 зависит от интенсивности свечени .излучател  5 (светодиода), а интексизиость свечани , в свою очередь, завискт от величины входного напр жени . т ё,. Нф К/ UB.,,,, (1) где К - посто нна  прео.бразрвани  масштабного оптрона 2, На выходе мас штабного усилител  3 устанс;ьливаетс  напр жение в зависимости от соотношени  сопротивлени  R резистора 17 цепи обратной св зи и Еф %ьа- вх о ф-- вых-Us f ol Подбором сопротивлени  R отношение RQ/K устанавливают так, чтобы численна  величина его равн лась единидвр при размерности 1 (В). Таким образом, при помощи фотоуправл емого масштабного операционного усили тел  эффективно решаетс  вопрос апроксимации квадратичной зависимости, Предлагаемое устройство имеет большой динамический, ди-апазон работы, позвол ет возводить в квадрат как посто нные , так и переменйые напр же- . кил с точностью в .0,1%; быстродействие определ етс  временем переходного процесса- пор дка, которое составл ет 200 НС. Формула изобретени  оптоэлектронное устройство дл . возведени  в квадрат, содержащее масштабный операционный усилитель и мае .штабный оптрон, отличающе3 с   тем, что, с целью увеличени  быстродействи  и динаг шческого диапазона работы устройства, в него введен формирователь модул , вход которого  вл етс  входом устройства и соединен через фоторезийтор масштабного оптрона с входом масштабного операционного усилител , а выхо.д формировател  модул  через излучатель масштабного оптрона св зан с шиной нулевого потенциала, причем выход масштабного операционного усилител   вл  тс  выходом устройства, - Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1/ПатентС1гт № 339Э348,, кл. 235-194, опублик. 1968.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 438997, .кл. G Об G 9/00, 1973.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 400904, кл. G Об G 9/00, 1972..