Устройство относнгс к аналоговой из- мерительной технике н можег быгь испопьаовано в системах автомагизированнс о контрол , св зи и телеметрии. Известно оптоэлектронное устройство гальванического разделени цепей на базе дифференциальной оптической св зи, содержащее источник сигнала входной цепи, два резистора, один светодиод, два фотодиода,, два источника тока и два сдаерационных усилител 1. Недостатки этого устройства - сложность обеспечени согласованности фотодиодов и светопередающих трактов, а сложность сохранени согласованности параметров в широком диапазоне изме рени температур. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предла гаемому вл етс оптоэлектронное устройство гальванического разделени цепей, содержащее источник входного сигнала, дв резИстфа, две оптические пары светоди од-фотоДйод, два источника тока и три оп ационных усилител , гфнчем катод светодиода первой оптическ(й пары подключен одновременно к инвертирующему входу перBCffo операционного усилител , к источнику тока входной цепи и к резистору входгной цепи, которьй подключен к общему проводу входной цепи. Анод этого светодкода подключен к выкоду первого операциоиного усилител , а его неинв тирутощий вход соединен с источником сигнала входной цепи. Катод фотодиода оптической пары соединен с анодом фотодиода второй оптической пары и с инвертирук щим входом второго операционного усилител , а его нейнвертирующий вход одновременно подключен к проводу выходной цепи, к аноду фотодиода первой оптической пары и к катоду фотодиода вто-, рой оптическсй пары, выход же второго операционного усилител соединен с анодом светодиода второй оптической пары, а катод светодиода второй оптическсА пары одновременно подключен к источнику тока выходной цепи, к резистору выходной и к не инвертирующему входу третьего операционного усилител , (швертирующнй вход которого соединен с выходной цепью овгоэпектронного устройства. Недостатки этого устройства - необхо- димость подгонки оптических пар по коэффициентам передач по току н сложность выравнивани температурных коэффициентов обеих пар, т.е. низка пинейность. Цель нзофетенн - повышение линейности оптоэлектронного устройства гальванического разделени цепей. Поставленна цель достигаетс тем, что в опгоэлекгронное устройство гальванкческого разделенн цепей, содержащее источник входного сигнала, два резистора, два светодиода в два фотодиода, два источника тока, три операдисиных усилител , причем катод первого светодиода подключен к соответствующему источнику тока и к резис тору входной цепи, который подключен к общей шине, анод этот-о светодиода подключен к выходу первого операционного усилител , неинвертирующий вход которого соединен с источником входного сигнала, катод первого фотодиода соединен с анодом второго фотодиода и с инвертирующим входом втфого операцисжного усилител , ненн вергирующий вход которого и соответствен но анод и катод первого и второго фотодно , дов обьединены и подключены к общей шине , выход операцис ного усилител соединен с анодом второго светодиода, катод которого подключен к соответствующему источнику тока и к резистору выход- И ,й цевй, подключенному к общей щине, инвертирующий вход третьего операционного усилител соединен с выходной шиной устройства , дополнительно введены два свето диода. Два фотодиода, два источника тока и два резистора, при этом инвертирующий вход первого операционного усилител подсоединен к катоду третьего фотодиода и к аноду четвертого фотодиода, а соответственно их анод и катод обьединены и подключены к общей шине, выход первого операционного усилител подключен к катоду третьего светодиода,. а его анод соединен с соответствующим резксгсром входной цепи , подключенным к общей шине н с соотоегствующим источником тока, выход второго операционного усилител подключен к неинвертирующему входу третьего операционного усилител и к катоду четвертого сьегодиЬда, анод которсзго подклточен к соогветсгвующему резистору вьрсодной цепи , соединенному с общей шиной, и к соответствующему источнику тока. 85 74 На чертеже приведена функциональна схема оптоэлектронного устройства гальванического разделени цепей. Устройство содержит источник 1 входного сигнала, три операцис ных усилител 2-4, два резистора 5 и 6 входной цепи, два резистора 7 и 8 выходной цепи, светодноды: первый 9, BTqjdS 1О, третий 11,четвертый 12, фотодиоды: первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16, два 17 и 18 тока входной цепи , и два источника 19 и 2О выходной цепи, а также обилую щину 21 входной це пи и общую шину 22 выходной цепи. Источник 1 входного сигнала, подключен к неинвертирующему входу операционного усилител , его инвертирующий вход соединен одновременно с катодом третьего фотодиода 15 и анодом четвертого фотодиода 16, а их анод и катод соответственно подключены к общему проводу входной цепи. Выход операционного усилител 2 подсоединен к аноду светоднода 9 и катоду светодиода 11, катод и анод которых соответственно подключены к резисторам 5 н 6. Фотодиоды 13 и 14 своими катодом и анодом соответственно подключены к инвертирующему входу cxiepaционного усилител 3, выход которого соединен с анодом светодиода 1О и с катодом светодиода 12, а также с неинвертирующнм входом операдионноого усилител 4, а их .катод и анод подключены к резисторам 7 и 8. Анод и катод фотодиодов 13 и 14, а также не инвертирующий вход операционного усилител 3 обьединены и подключены к общему проводу вьсходной цепи. Источники 17 и 20 тока подключены соответственно к резисторам 5-8 входной и высходной цепей относительно общей шины 21 и 22. Инвертирующий вход операционного усилител 4 соединен с выходной цепью всего оптойлектронного устройства. Устройство гальванического разделени цепей работает следующим образом. При подаче, нагфимер, положительного напр жени с источника 1 входного сигнала через операционный усилитель 2 на светодиод 9 поступает приращение тока, а на светодиоде 11 ток уменьшаетс . этом ркость свечени светодиода 9 увеличиваетс , а ркость свечени светодиода 11 уменьшаетс . Светодиоды 9 и 10, фотодиоды 13 и 15, светодиоды 11 и 12,фотодиоды 14 и 16 предварительно сбалансированы резисторами 5-8 таким образом, что наход тс по току в середине выфанного рабочего диапазона. Сигнал от фотодиодов 15 и 16 поступает в цепьThe device is relative to analog measurement technology and can be used in systems of automatized control, communication and telemetry. An optoelectronic device for galvanic separation of circuits based on differential optical communication is known, which contains the input signal source, two resistors, one LED, two photodiodes, two current sources and two test amplifiers 1. The disadvantages of this device are the difficulty of ensuring the coherence of photodiodes and light transmitting paths, and the difficulty of maintaining consistency of parameters in a wide range of temperature measurements. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is an optoelectronic device for galvanic separation of circuits containing an input signal source, two signals, two optical pairs of one LED photodiode, two current sources and three optional amplifiers, with a cathode of the first optical LED (optical The pair is connected simultaneously to the inverting input of the BSCffo operational amplifier, to the current source of the input circuit and to the resistor of the input circuit, which is connected to the common wire of the input circuit. the optical code is connected to the pin of the first operational amplifier, and its noninviable input is connected to the signal source of the input circuit.The cathode of the optical pair photodiode is connected to the photodiode anode of the second optical pair and to the inverting input of the second operational amplifier, and its non-inverting input is simultaneously connected to the output circuit wire , to the anode of the photodiode of the first optical pair and to the cathode of the photodiode a second, swarm of optical pair, the output of the second operational amplifier is connected to the anode of the LED of the second optical pair, the cathode of the LED optichesksA second pair simultaneously connected to the output circuit a current source output to the resistor and to the non inverting input of third operational amplifier (shvertiruyuschny input coupled to the output circuit ovgoepektronnogo device. The disadvantages of this device are the necessity of fitting optical pairs in terms of current transmission ratios and the difficulty of equalizing the temperature coefficients of both pairs, i.e. low pinae. The goal of nzofetenn is to increase the linearity of an optoelectronic device for galvanic separation of circuits. The goal is achieved by the fact that the optoelectronic device of galvanic separated circuits contains an input source, two resistors, two LEDs in two photodiodes, two current sources, three OPD amplifiers, and the cathode of the first LED is connected to the corresponding current source and to the input circuit resistor which is connected to the common bus, the anode of this LED is connected to the output of the first operational amplifier, the non-inverting input of which is connected to the input source, the cathode of the first photodiode yes connected to the anode of the second photodiode and to the inverting input of the vtf operative amplifier, whose input and correspondingly the anode and cathode of the first and second photodiodes, are connected and connected to the common bus, the output of the operational amplifier is connected to the anode of the second LED, the cathode of which is connected to the corresponding current source and to the output-I resistor connected to the common busbar; the inverting input of the third operational amplifier is connected to the output bus of the device; two lights are additionally introduced iodine. Two photodiodes, two current sources and two resistors, while the inverting input of the first operational amplifier is connected to the cathode of the third photodiode and to the anode of the fourth photodiode, and accordingly their anode and cathode are combined and connected to the common bus, the output of the first operational amplifier is connected to the cathode of the third LED , and its anode is connected to an appropriate input resistor, connected to a common bus with a current source, the output of the second operational amplifier is connected to the non-inverting input of the third operational amplifier and to the cathode of the fourth current circuit, the anode of which is connected to the same circuit and the current circuit. and to the corresponding current source. 85 74 The drawing shows a functional diagram of an optoelectronic device for galvanic separation of circuits. The device contains an input signal source 1, three operational amplifiers 2-4, two resistors 5 and 6 of the input circuit, two resistors 7 and 8 of the output circuit, light diodes: the first 9, BTqjdS 1О, the third 11, the fourth 12, photodiodes: the first 13, the second 14, the third 15 and the fourth 16, two 17 and 18 currents of the input circuit, and two sources 19 and 2O of the output circuit, as well as an abundant circuit 21 of the input circuit and a common bus 22 of the output circuit. The input source 1 is connected to the non-inverting input of the operational amplifier, its inverting input is connected simultaneously with the cathode of the third photodiode 15 and the anode of the fourth photodiode 16, and their anode and cathode are respectively connected to the common wire of the input circuit. The output of the operational amplifier 2 is connected to the anode of the LED 9 and the cathode of the LED 11, the cathode and anode of which are respectively connected to resistors 5 n 6. The photodiodes 13 and 14 with their cathode and anode are respectively connected to the inverting input of the cxiational amplifier 3, the output of which is connected to the anode of the LED 1О and with the cathode of the LED 12, as well as with the non-inverting input of the operandiode amplifier 4, and their cathode and anode are connected to the resistors 7 and 8. The anode and cathode of the photodiodes 13 and 14, as well as the non-inverting input of the operational amplifier 3 are connected We are connected to the common wire of the outgoing circuit. Sources 17 and 20 of the current are connected respectively to the resistors 5-8 input and output circuits relative to the common bus 21 and 22. The inverting input of the operational amplifier 4 is connected to the output circuit of the entire optoelectronic device. The galvanic separation circuit operates as follows. When nagfimer supplies a positive voltage from the input source 1 through the operational amplifier 2, the current increment to the LED 9 and the current to the LED 11 decreases. Thereby, the luminance of the LED 9 is increased, and the luminance of the LED 11 is reduced. The LEDs 9 and 10, the photodiodes 13 and 15, the LEDs 11 and 12, the photodiodes 14 and 16 are pre-balanced by resistors 5-8 in such a way that they are current in the middle of the measured operating range. The signal from the photodiodes 15 and 16 enters the circuit
отрицательной обратной св зи операционнего усилител 2 таким образом, что если коэффициент передачи операционного усилител 2 стремитс к ов , то коэффициент передачи всего каскада с отрицательной офатной св зью, операционный усилитель 2, светодиоды 9 и 11, фотодиоды 15 и 16 будут .стремитьс к 1.negative feedback of op amp 2 such that if the transmit gain of op amp 2 tends to s, the transmit gain of the entire cascade with negative ofatn tie, op amp 2, LEDs 9 and 11, photodiodes 15 and 16 will strive to 1 .
Соотвегственно происходит изменение тока в фотодиодах 13 и 14 и напр жени на выходе оперативного усилител 3, щи« этом измен етс и ркость на светодиодах 10 и 12, причем на светодиоде 1Оувеличиваетс , а на светодиоде 12 -уменьшаетс . Сигнал от фотодиодов 13 и 14 поступает в цепь отрицательной обратной св зи операционного усилител 3, вызывает изменение напр жени на фотодиодах 13 и 14 и вызьшает аналогичное действие стабилизации коэффициента усилени всего каскада, как и в предыдущем каскаде .Accordingly, a change occurs in the photodiodes 13 and 14 and the voltage at the output of the operational amplifier 3, this also changes the brightness on the LEDs 10 and 12, and on the LED 1 increases, and on the LED 12 decreases. The signal from photodiodes 13 and 14 enters the negative feedback circuit of operational amplifier 3, causes a change in voltage on photodiodes 13 and 14 and causes a similar effect of stabilizing the gain of the entire cascade, as in the previous stage.
Кроме того, по вл етс обща цепь отрицательной обратной св зи, действующа с выхода операционного усилител 3 через светодиоды Ю и 12, фотодиоды 15 и 16 на инвертирующий вход операционного усилител 2. Таким образом, устройство содержит две цепи местной отрицательней офатнсй св зи и одну цепь общей отрицательной офатной св зи, действующей с вькода операционного усилител 3 на вход операционного усилител 2. Аналогично работает схема при поступлении отрицательного входного напр жени . Увеличивав етс ркость свечени светодиода 11, а светодиода 9 - уменьшаетс . Ток фогодиода 16 увеличиваетс , фотодиода 15 - уменьшаетс . Данное изменение ркости све- тодиодов 9 и 11 вызывает н изменение тока через фотодиоды 13 и 14, включенные во входную цепь операцисданого усилител 3. При этом потенциал на выходе операционного усилител 3 получает отрицательное приращение, щзкость светодиода 11 увеличиваетс , а на светодиоде 9 уменьшаетс . Но так как эти светодиоды освещают также фотодиоды 13 и 14, то замыкаегс цепь местной обратной св зи (операционный усилитель 3, светодиоды 10 и 12, фотодиоды 13 и 14.,), Аналогичное изменение происходит и в канале операционного усилител 2. С помощью источников 17-2О тока задаетс начальное смещение в рабочую точку на светодиодах 9 и 11, 1О и 12. Операционный усилитель 4 вл етс буферным. Входные и выходные сигналы поступают в данном устройстве относительно общих шин 21 и 22In addition, a common negative feedback circuit appears, acting from the output of operational amplifier 3 via LEDs Yu and 12, photodiodes 15 and 16 on the inverting input of operational amplifier 2. Thus, the device contains two local negative circuits and one negative signal. the common negative ofatical circuit, which operates from the code of the operational amplifier 3 to the input of the operational amplifier 2. The circuit operates similarly when a negative input voltage is received. The brightness of the LED 11 increases, and LED 9 decreases. The current of the diode 16 increases, the photodiode 15 decreases. This change in brightness of LEDs 9 and 11 causes a change in current through the photodiodes 13 and 14 included in the input circuit of the amplifier 3. In this case, the potential at the output of the operational amplifier 3 receives a negative increment, the brightness of the LED 11 increases, and decreases at the LED 9. But since these LEDs also illuminate the photodiodes 13 and 14, the local feedback circuit (operational amplifier 3, LEDs 10 and 12, photodiodes 13 and 14.,) closes. A similar change occurs in the channel of the operational amplifier 2. With the help of sources The 17-2O current is set by the initial offset to the operating point on the LEDs 9 and 11, 1O and 12. Operational amplifier 4 is a buffer. The input and output signals are received in this device relative to the common tires 21 and 22
Така ;.схема позвол ет передавать двухпол$фные сигналы с коэффициентом передачи , равным 1 до величины 10.Such a circuit allows two-field signals to be transmitted with a transmission coefficient of 1 to a value of 10.