SU898625A1 - Оптоэлектронное входное устройство - Google Patents

Description

(5) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относитс  к вычислительной и телеграфной технике и может быть использовано в устройствах, предназначенных дл  регистрации длительности однопол рных импульсов тока.

Известно входное устройство, содержащее селектор уровн  входных сигналов , схему совпадени , триггер, оптрон, инвертор 1J .

Недостатком этого устройства  вл етс  невысока  точность регистрации сигналов.

Известно также оптоэлектронное входное устройство, содержащее светодиод , фотодиод, операционный усилитель , делитель напр жени  2.

Недостатками указанного устройства  вл ютс  невысока  точность регистрации однопол рных сигналов, предлагаемых по длинным физическим лини м и сложность настройки.

Цель изобретени  - повышение точности регистрации однопол рных сигналов , предназначенных по длинным физическим лини м, и упрощение настройки оптоэлектронного входного устройства .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в оптоэлектронное входное устройство , содержащее светодиод, оптически св занный с фотодиодом, который включен в обратном направлении между шиной питани  и анодом первого диода, катод которого подключен к неинвертирующему входу операционного усилител , конденсатор, который включен между общей шиной и катодом второго диода, делитель напр жени , . первый вход которого соединен с общей шиной, дополнительно введены два операционных усилител , аналоговый блок пам ти, резистор, первый вывод которого соединен с общей шиной, а второй подключен к точке соединени  анодов диодов и инвертирующего входа первого дополнительного операционного усилител , выход которого подключен к входу ана/югового блока пам ти, выход которого подключен к второму входу делител  напр жени , выход которого соединен с инвертирующим входом второго дополнительного операционного усилител , выход которого подключен к инвертирующему входу основного операционного усилител , неинвертирующие входы допол нительных операционных усилителей объединены и подключены к катоду второго диода. На фиг.1 представлена принципиальна  схема оптоэлектронного входного устройства; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов при различных уровн х утечки физической линии Оптоэлектронное входное устройст во содержит светодиод 1, оптически св занный с фотодиодом 2, включенны в обратном направлении между шиной 3 питани  и анодом первого диода 4, катод которого подключен к неинвертирующему входу основного операцион ного усилител  5 конденсатор 6, включенный между общей шиной 7 и ка тодом второго диода 8,делитель 9 напр жени , первый вход которого соединен с шиной 7, резистор 10, первый вывод которого соединен с ши ной 7 а второй подключен к точке соединени  анодов диодов 4 и 8 и инвертирующего входа первого дополнительного операционного усилител  11, выход которого подключен к вход аналогового блока 12 пам ти, выход которого подключен к второму входу делител  9. выход которого соединен с инвертирующим входом вторЪго дополнительного операционного усилител  13, выход которого подключен к инвертирующему входу операционного усилител  5 неинвертирующие входь операционных усилителей 11 и 13 объединены и подключены к катоду диода 8. Выходна  клемма 14 операцисниого усилител  5  вл етс  выходом устройства. Регистрируемые сигналы поступают на вход 15На временной диаграмме (фиг.2). представлены во времени следующие величины: уровень 16 регистрации тока установившийс  уровень 17 регистрации , уровень 18 токовых элементов посылок, уровни 19-21 бестоковых посылок соответственно, разность 22 между уровнем 18 токовых посылок и установившимс  уровнем 19 регистра54 Устройство работает в следующих услови х. В случае передачи однопол рных телеграфных сигналов по каналу св зи , представл ющем собой длинную фи- зическую линию со случайно измен ющимис  параметрами (таким каналом может  вл тьс  воздушна  телеграфна  лини  при воздействии на нее атмосферных факторов, привод щих к изменению величин сопротивлени  утечки и распределенной емкости) возможно случайное во времени изменение амплитуды не только токовых посылок, но и амплитуды бестоковых посылок (возникновение тока утечки). В зависимости от величины сопротивлени  утечки физической линии, амплитуда бестоковых посылок может примен тьс  в широких пределах и в р де случаев может превысить значение уровн  регистрации 16. При отсутствии сигнала на входе 15 ток через светодиод 1 и оптически св занный с ним фотодиод 2 не протекает , поэтому на резисторе 10 отсутствует напр жение. Конденсатор 6 не зар жен и на обоих входах операционного усилител  11 также отсутствует напр жение, в результате чего на его выходе, а соответственно на выходах аналогового блока пам ти 12 и делител  9 напр жени  - нулевой потенциал. Ввиду отсутстви  напр жени  на обоих входах операционного усилител  13, на его выходе - нулевой потенциал. Нулевые потенциалы поступают и на оба входа операционного усилител  5. в результате чего на его выходе низкий уровень напр жени . При поступлении на вход 15 сигнала (токовой посылки) через светодиод 1, соответственно и фотодиод 2 начинает протекать ток, в результате чего на резисторе 10 начинает развиватьс  напр жение, пропорциональное амплитуде входного сигнала. Когда ток через светодиод 2 достигает значени , при котором напр жение на резисторе 10 превышает порог включени  операционного усилител  5, определ емого в этом случае напр жением отсечки диода k и пороговой чувствительностью усилител  5, на выходе Н по вл етс  высокий уровень напр жени . В процессе увеличени  амплитуды входного сигнала увеличиваетс  напр жение на резисторе 10 и конденсаторе 6, который зар жаетс  фототоком через диод 8. При этим напр жени  на обоих входах операционного усилител  11 измен ютс  по одинаковому закону,в результате чего на его выходе сохран етс  нулевой потенциал и состо ние аналогового блока 12 пам ти не измен етс .

При достижении входным сигналом максимального (установившегос ) значени  заканчиваетс  зар д конденсатора 6. Напр жение на конденсаторе 6 воздействует на неинвертирующий вход операционного усилител  13, в результате чего на его выходе устанавливаетс  потенциал, пропорциональный амплитуде входного сигнала. Потенциал на выходе операционного усилител  13 определ ет порог срабатывани  операционного усилител  5 и, следовательно, уровень регистрации входного устройства.

При уменьшении амплитуды входного сигнала уменьшаетс  ток через светодиод 1 и, следовательно, через фотодиод 2. Это приводит к снижению напр жени  на резисторе 10, однако напр жение на конденсаторе 6 не измен етс , так как диод 8 запираетс  и исключает разр д конденсатора 6 чере резистор 10. Напр жение на выходе операционного усилител  13 также не измен ет своей величины. При достижении входным сигналом значени , соответствующего установившемус  порогу регистрации, операционный усилитель 5 выключаетс  и на выходе I устанавливаетс  низкий уровень напр жени .

В процессе уменьшени  амплитуды входного сигнала уменьшаетс  напр жение и на инвертирующем входе операционного усилител  11, поэтому на его выходе напр жение увеличиваетс  пропорционально разности между амплитудным значением входного сигнала (напр жение на конденсаторе 6) и его уменьшающимс  значением (напр жение на резисторе 10). Если амплитуда бестоковой посылки не равна нулю, (имеет место утечка), то на вход аналогового блока 12 пам ти с выхода операционного усилител  11 поступает напр жение, максимальное значение которого пропорционально разности между амплитудами токовой и бестоковой посылок (например, уровни 18 и 21 на фиг,2). На выходе аналогичного блоха 12 пам ти по вл етс  напр жение , пропорциональное амплитуде входного и поступающее на вход делител  9- На выходе делител  9 напр жени  с помощью регулировани  коэффициента делени  может быть получено напр жение, составл ющее любую часть от выходного напр жени  блока 12, например, равную половине разности между уровн ми 18 и 21. Напр жение с выхода делител  9 поступает на инвертирующий вход операционного

усилител  13, уменьшает его выходное напр жение на величину, пропорциональную разности 22 (фиг.2), в результате чего на инвертирующий вход операционного усилител  5 поступает

напр жение, пропорциональное разности уровней 18 и 22, соответствующее установившемус  уровню регистрации 17. Вновь приход щий сигнал регистрируетс  относительно установившегос 

уровн  регистрации 17 (фиг.2).

Таким образом, в данном оптоэлектронном входном устройстве уровень регистрации принимаемых сигналов устанавливаетс  автоматически в зависимости от амплитуд токовых и бестоковых посылок регистрируемых . лов. Соотношение между автоматически устанавливаемым уровнем регистрации и амплитудами токовых и бестоковых

посылок может быть наперед задано с помощью простой регулировки коэффициента делени  делител  9 напр жени  (в частности, уровень регистрации может быть установлен равным половине разности между амплитудами токовых и бестоковых посылок и такое соотношение сохран етс  при изменении амплитудных параметров принимаемых сигналов).

Наличие в схеме устройства диода k уменьшает вли ние диода 8 на величину уровн  регистрации (изменение пр мых напр жений на диодах А и 8 имеет одинаковый закон).

Поскольку относительный уровень регистрации входного устройства определ етс  только коэффициентом делени  делител  9 напр жени ,то изменени  коэффициента передачи тока оптоэлектронной пары светодиод 1 - фотодиод 2 при воздействии дестабилизирующих факторов не вли ют на стабильность уровн  регистрации, так как при этом в одинаковой степени

Claims (2)

1. (пропорционально) измен ютс  напр жени  на инвертирующем и неинвертирующем входах операционного усилител  57 Применение оптоэлектронного входного устройства в приемниках электро ных телеграфных аппаратов, в переходных и преобразующих телеграфных устройствах, на необслуживаемых теле графных ретрансл торах, в автоматических телеграфных станци х позвол ет повысить точность регистрации телеграфных сигналов, передаваемых по длинным физическим лини м, повысив надежность и достоверность св зи, упростить настройку и практически полностью исключить регулировку вход ного устройства в процессе эксплуата ции и при действии дестабилизирующих факторов окружающей среды. Формула изобретени  Оптоэлектронное входное устройство , содержащее светодиод, оптически св занный с фотодиодом, который вклю чен в обратном направлении между шиной питани  и анодом первого диода, катод которого подключен к неинверти рующему входу операционного усилител  , конденсатор. который включен меж ду общей шиной и катодом второго дио да, делитель напр жени , первый вход которого соединен с общей шиной. 58 отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности регистрации однопол рных сигналов, передаваемых по длинным физическим лини м, и-упрощени  настройки, дополнительно введены два операционных усилител , аналоговый блок пам ти, резистор, первый вывод которого соединен с общей шиной, а второй подключен к точке соединени  анодов диодов и инвертирующего входа первого дополнительного операционного усилител , выход которого подключен к входу аналогового блока пам ти, выход которого подключен к второму входу делител  напр жени , выход которого соединен с инвертирующим входом второго дополнительного операционного усилител , выход которого подключен к инвертирующему входу основного операционного усилител , неинвертирующие входы дополнительных операционных усилителей объединены и подключены к катоду второго диода. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР ff 118985, кл. Н 0 L 1/00, 10.04.72.
2. 2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2702570/18-21 , 13-07.79. 4 D

   n fui.l

   гИН