Устройство для регистрации излучения

(22) 10.04.8446 15.09.85, Б снов шинлюченеля,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРА -ЦИИ ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащее фотодиод,операционный усилитель, инвертирующийвход которого через первый резистор сое.динен с корпусной шиной и через второйрезистор - с его выходом и с входом схе.мы запоминания уровня, электронный ключ,подключенный к его входу источник пита.ния, элемент задержки, к входу которогои к управляющему входу схемы запоминания уровня подключен генератор тактовых4 импульсов, к иеинвертируюшему входу операционного усилителя подсоединен анод фотодиодакатод которого подключен к корпусной шине,отличающееся тем,что,с целью повышения быстродействия регистрзции слабых потоков излучения, в устройство введены дополнительный фотодиоц,оптически связанный с ним светодиод, триггер, схе. сравнения, дополнительный источник питания, подключенный к одному извходов схемы сравнения, другой вход кото.рой подключен к выходу операционного усилителя, а выход схемы сравнения - к одному из входов установки "0" триггера,другой вход установки "0" соединен с выходом генератора тактовых импульсов, входустановки "1" - с элементом задержки, авыход триггера подключен к управляющемувходу электронного ключа, выход которогосоединен со светодиодом, подключенным ккорпу е, а дополнительный фотодиод вк между входами операционногоусилит179109 Изобретение относится к устройствам длярегистрации потоков излучения и можетбыть использовано в аппаратуре для считы.вания полутоновых изображений в ЭВМ,Цель изобретения - повышение быстродействия регистрации слабых потоков излучения,На чертеже показана схема предлагаемогоустройства.Устройство содержит фотодиод 1, операци- Оонный усилитель 2, первый резистор 3 ивторой резистор 4, схему 5 запоминанияуровня, электронный ключ 6, источник 7питания, элемент 8 задержки, генератор 9тактовых импульсов, дополнительный фотодиод 10, светодиод 11, триггер 12, схему13 сравнения и дополнительный источник14 питания, Анод фотодиода 1 подключенк неинвертируюшему входу операционногоусилителя 2, а его катод - к корпусной 20шине. Инвертируюший вход усилителя 2через резистор 3 подключен к корпуснойшине и через резистор 4 - к выходу усилителя, который также подключен к входусхемы 5 запоминания уровня и к одному 25входу схемы 13 сравнения, другой входкоторой подключен к источнику 14 напря.жения, а выход - к одному из входовустановки "0" триггера 12, вход установки"1" которого подключен к выходу элемента8 задержки, а выход - к одному входу электронного ключа 6. Генератор 9 тактовыхимпульсов (ГТИ) подключен к управляюше-.му входу схемы 5 запоминания уровня, кдругому входу установки "0" триггера 1235и к входу элемента 8 задержки. Другойвход электронного ключа 6 подключен кисточнику 7 напряжения, а выход - к аноду светодиода 11, катод которого подключен к корпусной шине. Светодиод 11 опти 40чески связан с дополнительным фотодиодом10, катод которого подключен к неинвертируюшему входу усилителя 2, а анод -к его инвертируюшему входу,Устройство работает следующим образом,45 Изобретение позволяет значительно повысить скорость регистрации слабых потоковизлучения фотодиодом.55 Подписное Тираж 897 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 При включении устройства выходной импульс ГТИ 9 устанавливает триггер 12 в "0". Без этой операции триггер 12 в мо. мент включения оказался бы в неопределен. ном состоянии (или "0", или "1" на его выходе) и алгоритм работы устройства был бы нарушен. По выходному импульсу ГТИ 9 схема 5 запоминания уровня осуществляет временную выборку выходного напряжеВНИИПИ Заказ 5651/39 ния усилителя 2. Эта операция служит дляустранения динамической погрешности, обусловленной установлением напряжения на фотодиоде 1. Выходной импульс ГТИ 9, за.держанный элементом 8, устанавливает триг.гер 12 в состояние "1", Задержка введенадля того, чтобы к моменту установки триггера 12 в "1" схема 5 запоминания уровня была заперта. С появлением на выходетриггера 12 сигнала электронный ключ 6 подключает источник 7 напряжения к анодусветодиода 11, который начинает излучатьсветовой поток, падаюший на дополнительный фотодиод 10, в котором возбуждаетсяфототок, который начинает разряжать емкостьфотодиода 1. Величину этого фототока, которая задается напряжением источника 7, выбирают в несколько раз большей максимального внутреннего фототока фотодиода 1 (вовнешней цепи фототок фотодиода 1 практически не протекает, так как фотодиод нагружен на большое входное сопротивлениеоперационного усилителя), соответствующегомаксимальному измеряемому световому потоку, В этом случае даже при максимальномсветовом потоке, падающем на фотодиод 1,фототок фотодиода 10 будет разряжать емкость фотодиода 1. В момент времени, ког- .да напряжение на выходе усилителя 2 стано.вится равным напряжению на выходе источника 14 (при минимальном исследуемомизлучении), срабатывает схема 13 сравненияи по ее выходному сигналу триггер 12 устанавливается в "0". При этом электронныйключ 6 отключает светодиод 11 от выхо.да источника 7, излучение светодиода 11 про.падает. Так как между дополнительным фотодиодом 10 и светодиодом 11 существуеттолько оптическая связь, то в моментывключения и выключения светодиода 11 паразитный заряд в емкость (базу) фотодиода 1 не вносится. В результате напряжение на фотодиоде 1 и для малых значенийсветовых потоков устанавливается толькоза счет его нарастания до уровня, определяемого текущим значением потока излучения,и дополн,тельного времени на рассасываниепараэитного заряда не требуется. Все этоприводит к сушественному повышению быстродействия регистрации слабых потоков излучения фотодиодом,