Фотопреобразователь

(51)5 6 01 д 1 САНИЕ И ОБРЕТ нститй К/ рольно- устройо излуние точОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к контизмерительной технике, а именно кствам для регистрации оптическогчения. Цель изобретения - повыше ности преобразования оптического излучения. Для этого опорный генератор выполнен в виде гетеродина-смесителя 2, которому идентичен измерительный генератор 1. Устройство содержит МДП-фототранзистор 3, МДП-транзистор 4, двухзатворные МДП- транзисторы 5 и 6, конденсаторы 7 - 20, катушки индуктивности 21 - 27 и резисторы 28 - 33. Изменение интенс ивности оптического излучения вызывает изменение емкости МДП-фототранзистора 3, что приводит к линейному изменению разностной частоты на выходе устройства. При этом термозависимое приращение частоты вычитается из полезного информационного сигнала. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, в частности к устррйствам для регистрации оптического излучения, и может быть использовано в качестве чувствительного элемента измерительного прибора, например в фотометре.Цель изобретения - повышение точности преобразования оптического излучения.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема фотопреобразователя. Фотопреобразователь содержит измерительный генератор 1 и гетеродин-смеситель 2 включающие в себя МДП-фототранзистор 3, МДП-транзистор 4, первый двухзатворный МДП-транзистор 5, второй двухзатворный МДП-транзистор 6, первый - -четырнадцатый конденсаторы 7 - 20, первую - седьмук катушки 21 - 27 индуктивности, первый - шестой резисторы 28 - 33. Выход устройства образован вторым выводом четырнадцатого конденсатора 20 и общей шиной. Соединение вторых выводов шестой катугцки 26 индуктивности, седьмой катушки 27 индуктивности и первого вывода тринадцатого конденсатора 19 предназначено для подключения полоЖительного полюса источника питания (не г 1 оказан), отрицательный полюс которого подключается к общей шине. Первый затвор первого двухзатворного МДГ 1-транзистора 5 подключен к первому выводу первой катушки 21 индуктивности, истоку МДП-фототранзистора 3 и через третий конденсатор 9 к Общей шине, второй затвор первого двух- затворного МДП-транзистора 5 подключен к первому выводу первого резистора 28 и через второй резистор 29 к общей шине, вто)ые выводы первой катушки 21 индуктивности и первого резистора 28 подключены к первому выводу второй катушки 22 индуктивности и через второй конденсатор 8 к общей шине, сток первого двухзатворного МДП-транзистора 5 подключен к первым выводам третьей катушки 23 индуктивности и седьмого конденсатора 13, затвору МДП- фототранзистора 3 и через пятый конденсатор 11 к общей шине, исток первого двух- затворного МДП-транзистора 5 через параллельное соединение третьего резистора 30 и четвертого конденсатора 10 подключен к общей шине, сток МДП-фототранзистора 3 через первый конденсатор 7 подключен к общей шине, вторые выводы второй 22 и третьей 23 катушек индуктивности подклк)- чены к первому выводу четвертой катушки 24 индуктивности и через шестой конденсатор 12 к общей шине. Указанные соединения образуют измерительный генератор 1, подключенный к гетеродину-смесителю 2, в котором первый затвор второго двухзатворного МДП-транзистора 6 подключен к первому выводу пятой катушки 25 индуктивности, истоку МДП-транзистора 4 и через десятый конденсатор 16 к общей шине, вто 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рой затвор второго двухзатворного МДП- транзистора 6 подключен к первому выводу четвертого резистора 31, второму выводу седьмого конденсатора 13 и через пятый резистор 32 к общей шине, вторые выводы четвертой 24 и пятой 25 катушек индуктивности и четвертого резистора 31 подключены к первому выводу шестой катушки 26 индуктивности и через девятый конденсатор 15 к общей шине, сток второго двухзатворного МДП-транзистора 6 подключен к первым выводам седьмой катушки 27 индуктивности и четырнадцатого конденсатора 20, затвору МДП-транзистора 4 и через двенадцатый конденсатор 18 к общей шине, исток второго двухзатворного МДП-транзистора 6 через параллельное соединение шестого резистора 33 и одиннадцатого конденсатора 17 подключен к общей шине, сток МДП-транзистора 4 через восьмой конденсатор 14 подключен к общей шине, вторые выводы шестой 26 и седьмой 27 катушек индуктивности через тринадцатый конденсатор 19 подключены к общей шине,МДП-фототранзистор 3 предназначен для преобразования приращения освещенности в изменение эквивалентной емкости цепи обратной связи измерительного генератора 1 на основе первого двухзатворного МДП- транзистора 5. Первый конденсатор 7 в цепи .стока МДП-фототранзистора 3 предотвращает воздействие постоянной составляющей напряжения на канал МДП-фототранзистора 3, следствием чего является повышение коэффициента преобразования емкости. МДП-транзистор 4 в схеме гетеродина-смесителя 2 включен аналогичным образом и выполняет при этом функцию термокомпенсирующего элемента, для чего его характеристики выбираются идентичными МДП- фототранзистору 3. Первая катушка 21 индуктивности и третий конденсатор 9 в цепи первого двухзатворного МДП-транзистора 5 образуют колебательный контур, резонансная частота которого зависит от величины эквивалентной емкости МДП-фототранзистора 3 и определяет выходную частоту измерительного генератора 1. Резисторы 28 - 30 предназначены для задания режима по постоянному напряжению первого двухзатворного МДП-транзистора 5. Пятый конденсатор 11 и третья катушка 23 индуктивности образуют резонансный контур для выделения разностной частоты на выходе измерительного генератора 1. Вторая катушка 22 индуктивности и конденсаторы 8 и 12 образуют фильтр, предназначенный для уменьшения взаимного влияния контуров, четвертая катушка 24 индуктивности предназначена для разделения по цепи питания измерительного генератора 1 и гетеродина-смесителя 2, а конденсатор 13 служит выходом измерительного генератора 1,Фотопреобразователь работает следующим образом.1594356 15 20 40 45 Составитель Е. МаколкинРедактор Н. Бобкова Техред А. Кравчук Корректор С. ЧерниЗаказ 2821 Тираж 428 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4 5Производственно. издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 В начальный момент времени измерительный генератор 1 и гетеродин-смеситель 2 находятся при определенной начальной температуре окружающей среды, кристалл МДП-фототранзистора 3 находится под воздействием определенного светового потока, в результате чего на выходе устройства формируются гармонические колебания определенной частоты, равной разности частот измерительного генератора 1 и гетеродинасмесителя 2. Изменение интенсивности светового потока вызывает изменение эквивалентной емкости МДП-фототранзистора 3, которая состоит из емкости МДП-структуры исток в диэлектрик в за и емкости полупроводниковой структуры исток в кана сток, следствием чего является изменение резонансной частоты колебательного контура, образованного первой катушкой 21 индуктивности и параллельным соединением третьего конденсатора 9 со структурой исток в канал в МДП-фототранзистора 3 и первым конденсатором 7, а также изменение емкости обратной связи в цепи первый затвор в ст первого двухзатворного МДПтранзистора 3, что приводит к изменению частоты гармонических колебаний на выходе измерительного генератора 1, которые поступают на второй затвор второго двухзатворного МДП-транзистора 6 и вызывают линейное изменение частоты гармонических колебаний на выходе устройства, которая определяется разностью между резонансной частотой колебательного контура гетеродина-смесителя 2 (образованного пятой катушкой 25 индуктивности, конденсаторами 14 и 1 б и структурой сток в канал вМДП-транзистора 4) и выходной частотойизмерительного генератора 1. При этом раз- ,% ностная частота образуется в результате смешения на втором двухзатворном МДП- транзисторе б и выделения резонансным контуром, образованным катушкой 27 индуктивности и конденсатором 18. Любое изменение температуры окружающей среды вызывает одинаковое приращение емкости МДП- фототранзистора 3 и МДП-транзистора 4, вследствие чего термозависимое изменение частоты вычитается на выходе устройства и не влияет на результаты измерений. Формула изобретения 1. Фотопреобразов атель, содержащийфотоприемник, первую катушку индуктивности и первый конденсатор, входящие в измерительный генератор, опорный генератор и преобразователь частоты, подключенный к выходам измерительного и опорного генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования опти, ческого излучения, опорный генератор и преобразователь частоты совмещены и выполнены в виде гетеродина-смесителя, измерительный генератор содержит первый двух- затворный МДП-транзистор, три резистора, шесть конденсаторов и три катушки индуктивности, а фотоприемник выполнен в виде МДП-фототранзистора, причем первый затвор первого двухзатворного МДП-транзистора подключен к первому выводу первой катушки индуктивности, истоку МДП-фотатранзистора и через третий конденсатор - к общей шине, второй затвор первого двух- затворного МДП-транзистора подключен к первому выводу первого резистора и через второй резистор - к общей шине, вторые выводы первой катушки индуктивности и первого резистора подключены к первому выводу второй катушки индуктивности и через второй конденсатор - к общей шине, сток первого двухзатворного МДП-транзистора подключен к первому выводу третьей катушки индуктивности, к седьмому конденсатору; являющемуся выходом измерительного генератора, к затвору МДП-фототранзистора и через пятый конденсатор - к общей шине, исток первого двухзатворного МДП-транзистора через параллельно включенные третий резистор и четвертый конденсатор подключен к общей шине, сток МДП- фототранзистора через первый конденсатор подключен к общей шине, вторые выводы второй и третьей катушек индуктивности подключены к первому выводу четвертой катушки индуктивности и через шестой конденсатор - к общей шине. 2. Фотопреобразователь по п. 1, отличающийся тем, что гетеродин-смеситель выполнен на остове второго двухзатворного МДП- транзистора идентичным измерительному генератору, в котором МДП-фототранзистор заменен на МДП-транзистор, причем входом преобразователя частоты служит второй затвор второго двухзатворного МДП-транзистора.