Оптоэлектронный усилитель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 801332517 А 1 1511 4 Н 03 Р 17/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВСГЯК)Щ11 Ч1 ч аф 1"П,к "Ф,у1 ЬНпТЮ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский полиграфический институт(57) Изобретение может использоваться в линейных системах передачи инФормации и обеспечивает расширениединамического диапазона и стабилизацию передаточной х-ки путем плавногомалоинерционного изменения по зл. каналу глубины отриц. оптической ОС,охватывающей усилитель. Сигнал от источника 8 входных сигналов проходитчерез резистор 7 и усилитель тока(УТ) 6 и возбуждает светодиод 1. Подвоздействием излучения светодиода1 фотодиоды 2,3,смещенные в обратномнаправлении соотв, источниками 4,5постоянного напряжения, генерируюттоки,Ток 1, фотодиода 2 черезУТ 10 проходит на выход,а определенная доля тока 1 фотодиода 3 поступает в цепь отриц. ОС, т.е. черезУТ 12 на УТ 6. Диоды Шотки 13, 14,источник 15 постоянного напряжения иисточник 16 сигналов управления образуют управляемый переключательфототока 1 ф . В зависимости от разности потейциалов источников 15, 16изменяется доля тока д , поступающего в цепь отриц. ОС. Введены УТ12, источники 15, 16 и диоды Шотки13, 14, 1 ил.13325 20 25 соединен с шиной 9 нулевого потенциа- ЗОла, второй усилитель 1 О тока, вход 35 40 4550 55 Изобретение относится к областианалоговой оптоэлектронной техникии может быть использовано в линейных системах передачи информации,развязывающих усилителях, оптоэлектронных трансформаторах, бесконтактных датчиках процессов и объектов.Цель изобретения - расширение динамического диапазона и стабилизация передаточной характеристики путем плавного, малоинерционного изменения по электрическому каналу глубины отрицательной оптической обратной связи, охватывающей усилитель.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усилителя.Оптоэлектронный усилитель содержит светодиод 1, оптически связанный с первым фотодиодом 2 и с вторым фотодиодом 3 катод фотодиода 2 соединен с перным источником 4 постоянного напряжения, анод фотодиода 3 соединен с вторым источником 5 постоянного напряжения, первый усилитель 6тока, неинвертирующий вход которогочерез резистор 7 соединен с источником 8 входных сигналов, а выход санодом светодиода 1, катод которого которого соединен с анодом фотодиода 2, а выход - с выходом 11 устройства. В устройство внедены третий усилитель 12 тока, перный 13 и второй 14диоды Шотки,анод диода Шотки 13 соединен с неинвертирующим входом усилителя 12 тока, инвертирующий входкоторого соединен с третьим источником 15 постоянного напряжения, анод диода Шотки 14 соединен с источником 16 сигналов управления, катоды диодов Шотки 13 и 14 соединены с катодом фотодиода 3. Один из входовусилителя 10 тока может быть соединен с шиной 17 нулевого потенциала,электрически не связанной с шиной 9.Оптоэлектронный усилитель работает следующим образом.,Источники 8 входных сигналов создает по цепи с резистором 7 ток поступающий во входную цепь усилителя 6 тока, н выходной цепи последнего 6 возникает ток, возбуждаю. щий светодиод 1. Фотодиод 2, смещенный н обратном направлении источником 4 постоянного напряжения,при воздействии оптического сигнала,излучаемого светодиодом 1, генерирует 1)1 О15 17 2чфототок д 1 поступающий во нходную цепь усилителя 10 тока, который формирует на выходе 11 ныходной сигнал устройства.Фотодиод 3, смещенный н обратном направлении источником 5 постоянного напряжения,при воздействиии оптического сигнала, излучаемого светодиодом 1, генерирует фототок, который влияет на уровень сигнала тока 1, отрицательной обратной связи. Особенностью устройства является то, что сигнал обратной связи дне равен, а пропорционален фототоку д.ф Зд ффц1 /д определяет долю фототока9д, которая ответвляется н цепь с диором 13, а следовательно, и во входную цепь усилителя 12, коэффициентс 1. Отношение К являются коэффициентом усиления по току усилителя 12, коэффициент К 1 1.Диоды Шотки 13 и 14, источник 15 постоянного напряжения и источник 16 сигналов упранления действуют н сочетании как управляемый переключатель фототока . В зависимости от разности выходных потенциалов источников15 и 16 фототок, перераспределяется между диодами 13 и 14.Тем самым достигается возможность плавной регулировки коэффициентав диапазоне О - 1.При достаточно глубокой отрицательной обратной связи, охватывающей усилитель 6,фототок з. = К; /(К 1 с; ) 13О 12 где 1 и К - коэффициенты пере 1 1 1дачи тока соответственно по каналам с фотодиодами 2 и 3. Линейная передача сигналов входного тока обеспечивается в широком динамическом диапазоне, если коэффициенты 1; и 1 зависят от тока д с одинаково или подобно.Однако коэффициенты11 1 1 имеют, как правило, значительный технологический разброс и не могут перестраиваться в строго определенных и широких пределах. В предлагаемом устройстве произве-дение ) К удается регулиронать в значительном диапазоне от 0 до К м1, поэтому принципиально несложно обеспечить режим повторения (при= 1 К 11 ) или режим усиления (при 1, / К 1; ) 1) входного тока даже при значительном технологическом разбросе коэффициентов 1 и 1;1332517 Оптоэлектронный усилитель, содержащий светодиод оптически связанный с первым и вторым фотодиодами,катод первого фотодиода и анод второго фотодиода соединены соответственно с первым и вторым источниками постоянного напряжения, первый усилительтока, неинвертирующий вход которогосоединен с одним выводом резистора,другой, вывод которого является вхоСоставитель Н.Дубровская Техред И,Попович Редактор Е.Папп Корректор А.Тяско Заказ 3847/54 Тираж 901 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 МоскваЖРаушская наб, д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Возможна и динамическая (или импульсная) перестройка передаточной характеристики оптоэлектронного усилителя по электрическому каналу. Пере 5 ключатепь фототокав канале отрицательной обратной связи построен на малоинерционных диодах Шотки 13 и 14, способных переключаться эа доли наносекунды. Поэтому при воздей ствии импульсного сигнала от источника 16 глубина отрицательной оптической обратной связи, охватывающей усилитель 6 тока, а следовательно, коэффициент усиления по току устрой ства в целом изменяются весьма быстро в строго определенном диапазоне,Таким образом, введение новых элементов - усилителя 12 тока, диодов20 Шотки 13 и 14, источника 15 постоянного напряжения, источника 16 сигна-. лов управления обеспечивает плавное, малоинерционное изменение по элек 25 трическому каналу глубины отрицатель 1 ной оптической обратной связи,охватывающей усилитель 6 тока, что гарантирует расширение динамического диапазона и стабилизацию передаточной характеристики оптоэлектронного усилителя даже при значительном технологическом разбросе коэффициентови 1 передачи тока в оптических каналах с фотодиодами 2 и 3. формула изобретения дом оптоэлектронного усилителя,авыход - с анодом светодиода катодкоторого соединен с общей шиной,второй усилитель тока, вход которогосоединен с анодом первого фотодиода,а выход - с выходом усилителя, о тл и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения динамического диапазона и стабилизации передаточнойхарактеристики, введены третий усилитель тока третий источник постоянного напряжения, источник сигналауправления, первый и второй диодыШотки, анод первого диода Шотки соединен с неинвертирующим входом третьего усилителя тока, инвертирующийвход которого соединен с третьим источником постоянного напряжения, анодвторого диода Шотки соединен с источником сигналов управления, катодыдиодов Шотки объединены и соединеныс катодом второго фотодиода.