Фотодатчик

)5 6 01 3 1/44 ТЕНИ ЗОБ ИСА СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТОР(56) Конев Ю.И. Электоматике. - М,: Сов,262-265,Авторское свидетМ 439031, кл, Н 01 3 ательский институт фи тронная техника в ав радио, 1977, вып. 9, с ельство СССР9/06, 1974,СУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для регистрации световых потоков большой интенсивности в устройствах автоматики и радиотелеметрических системах. Целью изобретения является повышение точности при дистанционной беспроводной передаче результатов измерений уровня освещенности. Фотодатчик содержит фотодиод 1, гал ьванически соединенный с модулирующимС-генератором, фильтрующий конденсатор 2, туннельный диод 3, разделительный конденсатор 4, фотоварикап 5, выполненный в. виде фотодиодного элемента, конденсатор колебательного контура 6, согласующий трансформатор 7, первичная обмотка которого образует индуктивность колебательного контура модулирующего генератора, а вторичная выходная обмотка соединена последовательно с дополнительным фотодиодом 8, радиопередающий 1 С-генератор, содержащий шунтирующий конденсатор 9, туннельный диод 10, конденсатор 11, ийдуктивность 12 и антенну 13, подключенную к схеме фотодатчика через разделительный конденсатор 14, Дополнительный 1 и основной 8 фотодиоды, включенные в фотогальваническом режиме, воспринимают регистрируемь 1 й световой поток и являются источниками питания для модулирующего и радиопередающего ЕС-генераторов, которые выполнены на базе включенных последовательно с фотодиодами туннельных диодов 3 и 10 соответственно. 1 ил,2 О ЗО 40 Изобретение отыосььтся к измерительной технике и может быть использовано дьья реГистрации сВетовых пОтоков бОльшой инГеысивности В усгроиствах автоматики и радиателеметрических системах,4 зэестььы Г 8 нератарны 8 и ключ 8 вые импульсные схемы, в которььх для перестройки в широких ььределах импульсных и часотных характеристик па Оптическому каналу используьот оптроны и туннельные диоды.ГьДНака ЭтИ СХЕМЫ НЕ ПОЗВОЛЯЮТ ОСУЩ 6- ствлять дистанционную ОеспрОВаднукь пе" р 8 ДЭчу ВыхаднОГО сиГнала, тр 8 бую 1 подкльочения к источнику электрОГитания и не обеспечиваьат требуемую надежность при лььителы-ьой круглосуточной работе з режиме дежурства, так как элементы схемы непрерыВно находятся под ьипряжением,Из известных фотодатчиков наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является фотодатчик, содержа- щиЙ светавоспринимэющий элемент В 3 иде включенного в фотогальваническом режиме фотодиада, к которому подключенС - генератор, содержащий включенный последовательно с фотодиодам калебательный контур, состоящий из конденсатора и катушки индуктивности. В подобном фотодатчике достигается упрощение схемы и обеспечивается дистанционная передача выходного сигнала.(ьдььака такой фотадатчик им 88 т низкую точность при дистанционной беспроводной пере аче оезультатов измерений на ре истрирующую аппаратуру Вследствие нестабильнОсти характ 6 ристик тракта передачи Сиь нала между передающим и приемным а ььтеьььо-Фидернььми устройствами. Поэтому подобные фотадатчики используютпреимущественно в качестве пороговых устройств, определяющих наличие или отсутствие высо;ого уровня освешенности,Целью изобретения является повышение точности при дистанционной беспроводной передаче результатов измерений уровня освещенносгиПоставленная цель достигается тем, что в фотодатчике, содержащем фотодиод и подкл ьочен н ый к фотодиоду радиопередающий ь С-генератор, выполненный на туннельном диоде, к радиапередаю 1 цемуС-генератору через последовательно соединенные фогадиод и дополнительно Введенный согласующий трансформатор подключен Выполненный на туннельном диоде модулируьощий 1 С-генератор, гальэанически соединенный с дополнительным фотодиодом и снабженный схемой поре- СТРОЙКИ Частаьы МОДУЛЯЦИИ, ВЫПОЛНЕННай В Виде фатаВарикэпа, котОрый через рдздюиГЕЛЬНЬй КОНДЕНСатаР ПОДКЛЮЧЕН ПаРаЛ- лельно первичной обмотке согласующего трансформатора.На чертеже представлена электрическая принципиальная схема фотодатчика.Фотодатчик содержит фотодиод 1, гальванически соединенный с модулирующимС-генератором, который содержит фильтруюцьий конденсатор 2, туннельный диод 3, разделительный конденсатор 4, фотаварикап 5, выполненный в виде фотодиодного элемент а, конденсатор б колебательного контура, соГласующий трансформатор 7, первичная обмотка которого образует индуктивность колебательного контура модулирующего генератора, а вторичная выходная обмотка соединена последовательно с фотодиодом 8; радиопередающий 1 С-генератор, содержащий шунтирующий конденсатор 9, туннельный диод 10, конденсатор 11, индуктивность 12 и антенну 13, подключенную к схеме фотодатчика через разделительный конденсатор 14.Устройство работает следующим образом,Дополнительный 1 и основной 8 фото- диоды, включенные в фотогальваническом режиме, воспринимают регистрируемый световой поток и являются источником питания для модулируюцьего и радиопередающего ь.С-генераторов, которые выполнены на базе Вкльоченных последовательно с фотодиодами туннельных диодов 3 и 10 соответственно,При низких уровнях освещенности фотодиодов вырабатываемые ими токи малы и недостаточны для возбуждения колебаний С-генераторов, 1(огда уровень освещенности фотодиадов Ефд, создаваемый регистрируемым световым потоком, возрастает и токи фотодиодов достигают значений, соотВетствующих началу участка отрицательного сопротивления, в генераторах возбуждаются синусоидальные колебания, которыс через разделительный конденсатор 14 подаются на передающую антенну 13 и излучаются в окружаюшее пространство, причем переменный ток Вторичной обмотки трансформатора 7 суммируется с тоам фотоДИОДа 8, тем самым осуществляется амплитудно-час-. тотная модуляция колебаний радиопередаьощега генератора,Шунтирующие конденсаторы 2 и 9 необ-. ходимы для исключения протекания переменной составляющей токов туннельных диодов через фатодиоды.Частота колебаний тм модулирующего ь С-Генератора на туннельном диоде 3 зависит ат значения управляемсй регистрируемым световым потоком емйости Сф фотоварика1698653 ср+сф,(3) Гь ) где Сфв - . темновая начал фотоварикапа, пФ;Яфв - крутизна характери рикапа, пФ/лк. ная емкость ики фотоваСоставитель А,Грузиноведактор Т.Маковская Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле Заказ 4385 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 па 5, и выражение для определения 1 записывается следующим образом: м- грп= 1Р)щц, - , - С - , т,: гдерп - индуктивность радиопередающего контура, Гн;м - индуктивность первичной обмотки трансформатора 1, Гн;Ск - емкость конденсатора б. Ф;Ср - емкость разделительного конденсатора 4, Ф;Срл - емкость конденсатора радиопередающего контура, Ф.Воздействие облучения фотоварикапа приводит к появлению избыточных неосновных носителей вблизи его р-и перехода и уменьшению внутреннего потенциального барьера на величину ЬО при нейтрализации некоторой части объемного заряда р-и перехода, Величина ЬО будет максимальна при разомкнутой цепи фотоварикапа и равна Охх, Зависимость емкости фотоварикапа Сфв от уровня освещенности Ефв определяется электрическими параметрами его элементов и может быть представлена в видеСфв = Сфв,т+ ЯфвЕфв, Р) Фотоварикапы на МДП-структурах посравнению с другими фотоприемниками имеют самое высокое входное сопротивление, достигающее 1010 - 10 д Ом. При этом 5 максимальная рабочая частота равняется10 Гц. Емкость его структуры при освещении может изменяться в десять раэ по сравнению с темновой емкостью, составляющей 10 10-500 пф.Фотодатчик позволяет не только регистрировать наличие или отсутствие интенсивных световых потоков, но и осуществлять непрерывное измерение текущего уровня 15 освещенности в точке его расположения. Формула изобретения Фотодатчик, содержащий фотодиод иподключенный к фотодиоду радиопередаю щийС-генератор, выполненный на туннельном диоде, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности при дистанционной беспроводной передаче результатов измерений уровня освещенности, 25 к радиопередающемуС-генератору черезпоследовательно соединенные фотодиод и дополнительно введенный согласующий трансформатор подключен выполненный на туннельном диоде модулирующий Е.С-генера тор, гальванически соединенный с дополнительным фотодиодом и снабженный схемой перестройки частоты модуляции, выполненной в виде фотоварикапа, причем фотоварикап через разделительный конденсатор 35 подключен параллельно первичной обмоткесогласующего трансформатора.