Оптоэлектронный многофункциональный элемент

(9) (11) 3/26 1) Н ЕНИ ри раэраб баты ваю в анало ИЯ: ОПТО й элеме ода, тра Озволяет ОЖН ОСТИ режимов гового Эл отке импульщих сигналы овой форме. электронный нт содержит нзистор. Вверасширить элемента пу- низкочастотемента. 1 ил,1, 2, опт 5, ккле 9 источн через пешине истподключе ически мме 10, ика уп- ременОЧНИКа н эмитеду ющим браГОСУДАРСТВЕ 1 НОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ОПТОЭЛЕКЦИОНАЛЬНЫЙ л.В 24олитехнический инст о, В.П.Гель, Л,И,Тим видетельство СС03 К 3/281, 1977.видетельство СССР03 К 3/26, 1981.ТРОННЫЙ МНОГОФУЭЛЕМЕНТ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при разработке импульсных устройств, вырабатывающих сигналы как в цифровой, так и в аналоговой форме.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей многофункционального оптоэлектронного элемента путем получения дополнительно функций инфранизкочастотной генерации и порогового элемента,На чертеже представлена принципиальная схема устройства,Оптоэлектронный многофункциональный элемент содержит фотодиоды 1 и 2, транзистор 3, резистор 4, светодиод 5, второй и третий резисторы 6, 7, переменный резистор 8, шину источника управляющего напряжения 9, клемму 10, шину питания 11, Светодиод 5 включен параллельно с вторым резистором 6 и последовательно с шиной питания 11, третьим резистором 7 и коллектором транзистора 3. База транзистора 3 подключена через встречно-последователь(57) Использование: исных устройств, выракак в цифровой, так иСущность изобретенмногофункциональнысветодиод, два фотодидение резисторов ифункциональные воэмтем осуществленияной генерации и поро но включенные фотодиоды связанные со светодиодом через резистор 4 - к шине равляющего напряжения, ный резистор 8 - к общей питания, к которой также тер транзистора 3,Устройство работает с В режиме высокочастотной генерации клемма 10 подключается к общей шине источника питания, а от источника управляющего напряжения 9 подается положительное регулирующее напряжение, При включении напряжения питания из-за положительного смещения, приложенного к базе транзистора 3 через резистор 4, транзистор 3 открывается и достигает насыщения. Когда падение напряжения на резисторе 6 станет больше значения Ол,р, где Опор - напряжение, при котором светодиод 5 начнет излучать световой поток. начнет формирование вершина импульса, Длительность этого процесса Определяетсявременем, за которое полностью откроется фотодиод 2 и начнется процесс рассасывания зарядов из области базы транзистора 3, С момента полной отсечки транзистора 3 начинается формирование паузы между импульсами, длительность которой зависит от схемной релаксации, обусловленной ВС-параметрами элементов устройства (а.с. СССР Ь 894833, кл, Н 03 К 3/26. 1981), Когда закончится формирование паузы между импульсами, процесс повторится снова, пока на шине 9 будет присутствовать управляющее напряжение, Изменяя его величину, можно изменять время заряда емкостей р-и-переходов светодиода и транзистора, а значит, частоту следования импульсов. Изменяя величину переменного резистора 8, можно изменять скважность импульсов. Так, при егоуменьшении будетувеличиваться пауза макду импульсами и уменьшаться вершина, поскольку уменьшится время рассасывания зарядов из области базы транзистора 3 и увеличится время, за которое транзистор 3 полностью откроется. И наоборот - при его увеличении.В режиме запоминания клемма 10 подключается к шине источника питания 11+ Опт, а на шину 9 от.источника управляющего напряжения подаются импульсы разной полярности определенной длительности.При подаче на шину 9 импульса положительной полярности транзистор 3 открывается и заставляет светиться светодиод 5, который, освещая фотодиоды 1 и 2, начинает открывать фотодиод 1, создавая положительную обратную связь, В результате ток базы транзистора 3 еще большее увеличится и транзистор 3 перейдет в режим насыщения. После прекращения действия управляющего импульса устройство может находиться в возбужденном состоянии как угодно долго.При подаче на шину 9 импульса отрицательной полярности транзистор 3 закрывается, ток его уменьшается, что приводит к разрыву цепи положительной обратной связи, и устройство переходит в невоэбужденное состояние.Изменяя сопротивление переменного резистора 8, можно изменять напряжение на базе транзистора 3, при котором он начнет открываться, Таким образом можно изменять порог срабатывания данного устройства и использовать его в качестве порогового элемента, реагирующего на уровень входного воздействия, подаваемого нашину 9.В режиме инфранизкочастотной генерации клемма 10 также подключается к шине источника питания 11, а на шину 9 отисточника управляющего напряжения подается положительное напряжение, по уровню равное напряжению, источника питания5 (либо шина 9 непосредственно подключается к шине источника питания 11).Номинал переменного резистора 8 выбран таким образом, чтобы при нахожденииего движка в среднем положении напряже 10 ние на базе транзистора 3 вместе с номиналами резисторов 6, 7 определяло егорабочую точку в активной области, которойсоответствует ток коллектора, при которомна транзисторе 3 рассеивается мощность в15 1 2пределах (- -- )Рдоп, где Рдоп - допусти 2 3мая рассеиваемая мощность на транзисторе 3, Вместе с тем шунтирующий резистор6 ограничивает ток светодиода 5 до значе 20 ния, при котором он еще не срабатывает.Вследствие выбранной рабочей точки транзистор 3 начнет разогреваться, что приведет к увеличению /3 и, следовательно, 3,Когда 1 достигнет величины, при которой25 включится светодиод 5, замкнется положительная обратная связь и транзистор 3 перейдет в насыщение, В результатескачкообразно уменьшится сопротивлениеколлекторно-эмиттерного перехода транзи 30 стора 3 и скачкообразно изменится перераспределение потребляемой мощностимежду транзистором 3 и резисторами 6 и 7.В результате снижения потребляемой мощности транзистора 3 начнет охлаждаться,35 что приведет к уменьшению ф, 1 б, к, Когдак достигнет величины, при которой световой поток светодиода начнет уменьшаться,произойдет процесс срыва обратной связи.и устройство перейдет в исходное состоя 40 ние, Затем процесс повторится. Изменяясопротивление резистора 8, можно изменять рабочую точку транзистора, а, следовательно, время разогрева и охлаждениятранзистора, что соответствует изменению45 частоты генерации. Поскольку нагрев и охлаждение - процессы инерционные, частота генерации будет соответствоватьинфраниэкочастотному диапазону,По сравнению с прототипом заявляемое50 техническое решение обладает расширенными функциональными возможностями,Введение второго, тоетьего и переменногорезисторов позволило дополнительно получить функции порогового элемента и гене 55 ратора инфранизкочастотного диапазона.Вместе с тем, поскольку устройство не содержит таких компонентов электронныхсхем, как конденсаторы и импульсныетрансформаторы, оно обладает высокойтехнологичностью и может быть иэготовле5 1824665 Составитель М. КоноваленкоРедактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор С, Шекма аказ 2227 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 но в интегральном исполнении. Кроме того для получения одной из четырех выполняемых функций не требуется внутренней перестройки схемы, а лишь подача управляющего сигнала. Это дает возможность использования данного устройства для построения более сложных устройств с однородной неизменяемой структурой.Формула изобретения Оптоэлектронный многофункциональный элемент, содержащий транзистор, к коллектору которого подключен первый вывод светодиода, база транзистора подключена к соответствующей шине источника питания через два встречно-последовательно включенных фотодиода, оптически связанных со световодом, и к источнику управ . ляющего напряжения - через первыйрезистор, эмиттер транзистора соединен с 5 общей шиной источника питания, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй, третий резисторы и переменный резистор, включенный между базой 10 транзистора и общей шиной источника питания, второй резистор подключен параллельно светодиоду. второй вывод которого соединен с первым выводом третьего резистора;второй вывод которого подключен к 15 шине источника питания.