Светочастотный преобразователь

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯк лвтоескомь саидетельствь Сфез СеветсиивСфциаяистичвсииаРесщбяии ои 976305(61) Дополнительное к авт, свна-ву(22) Заявлено 17. 04. 80 (21)2912100/18-25 с присоединением заявки Ввударстюай кеетвт ВСВР Ю деаи взвбретеквВ в аткрытвВ(54) СВЕТОЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ го 1Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано в оптоэлектронных приборах, в системах обработки сигналов фотоэлектрических датчиков, в схемах5 электронных затворов фотокамер, т.е, там, где необходимо преобразование светового потока в электрическийсигнал.Один из известных светочастотных преобразователей содержит фатодиоди симметричный мультивибратор 13,Наиболее близким к изобретениютехническим решением является светочастотный преобразователь, содержащий два фотодиода и симметричныймультивибратор, выполненный на двух , транзисторах, эмиттеры которых сое" 4 динены с общей шиной источника питания, коллекторы соединены каждыйсо своим резистором, второй выводкоторого соединен с шиной источникапитания, и неинвертирующим входомкомпаратора, инвертирующие входы 2которых соединены с выходом реэистивного, делителя, вход которого соединен. с шинами источника питания,причем выход каждого компаратора через резистор соединен с шиной источника питания и с одной обкладкой одного из двух конденсаторов 2 3.Недостаток известного устройства заключается в большой погрешности преобразования низких уровней осве-. щенности .из-за напичия темнового тока фотодиода, так как становятся соизмеримыми величины фототока и темнового тока, т.е, величина полезного сигнала, характеризующего освещенности, и величина помехи, на фоне которой должен выделяться полученный сигнал.Цель изобретения -. расширение диапазона преобразования в сторону малых освещенностей.Эта цель достигается тем, что в светочастотный преобразователь, содержащий два фотодиода и симметрич-,976305 лителей 15 и 16 подключены к базамсоответственно транзисторов 1 и 2,Устройство работает следующим образом,Пусть в какой-то момент временитранзистор 1 открывается, а транзистор 2 закрывается. Следовательно,на выходе компаратора 3 установитсянулевой потенциал, так как на егоо инвертирующем входе потенциал, заданный резистивным делителем 9 и 10больше, чем потенциал на неинвертирующем входе, который равен потенциалуна коллекторе открытого транзистора1. На выходе компаратора 4 установится высокий положительный потенциал,так как на его инвертируюцем входепотенциал ниже, чем .на неинвертирующем входе, который равен потенциалур коллектора закрытого транзистора 2,, Начнется процесс перезарядки конденсаторов 13 и 14. Конденсатор 13 переэаряжается фототоком фотодиода 12по цепи: катод-анод фотодиода 125 конденсатор 13 - выход компаратора 3 -минус источника питания; Конденсатор1 Ч перезаряжается током с выходакомпаратора 4 по цепи: выход компаратора 4 - конденсатор 14 - в прямомнаправлении фотодиод 11 - переходбаза-змиттер открытого транзистора1-минус источника питания, По мере .заряда конденсатора 13 током фотодио-да 12 положительный потенциал на той35обкладке конденсатора 13, котораяподключена к неинвертирующему входуоперационного усилителя 16 ( операционные усилители 15 и 16 за счет 1003 .отрицателной обратной связи работают4 эЭ как повторители), и в какой-то моментвремени откроет транзистор 2,и на выходе компаратора 4 появится нулевойпотенциал, При переключении компаратора 4 конденсатор 14 подключится той обкладкой, на кото 45рой в процессе заряда был положительный потенциал к минусу источника питания, а следовательно, на неинвертирующем входе операционногоусилителя 15 появится отрицательный50потенциал по отношению к минусу источника питания, Это приведет к закрыванию транзистора 1 и на выходекомпаратора 3 появится высокий положительный потенциал. Теперь токомфотодиода будет перезаряжаться конденсатор 14, а током с выхода компаратора - конденсатор 13. В связи ссимметричностью схемы преобраэовате.ный мультивибратор, выполненный надвух транзисторах, эмиттеры которыхсоединены с общей шиной источникапитания, коллекторы соединены каждыйсо своим резистором, второй выводкоторого соединен с шиной источникапитания, и неинвертирующим входомкомпаратора, инвертирующие входыкоторых соединены с выходом резистивного делителя, вход которого соединен с шинами источника питания,причем выход каждого компараторачерез резистор соединен с шиной ис"точника питания и с одной обкладкой одного из двух конденсаторов, 1введены два усилителя-повторителя,между входом и выходом. которых включено по одному фотодиоду, причем вы;ход каждого усилителя-повторителя,соединен с базой одного из транзисторов, а входы -с второй обкладкойодного из конденсаторов,На чертеже показано предлагаемоеустройство,Устройство содержит транзисторы1 и 2, компараторы 3 и 4, резисторы5-10. Фотодиоды 11 и 12, конденсатоРы 13 и 14, операционные усилители15 и 16, включенные как усилителиповторители.Схема светочастотного преобразователя представляет собой симметричныймультивибратор, в левом и правом плече которого находлтсд 1 соответственнотранзисторы 1 и 2, включенные по схеме с общим миттером. Коллекторытранзисторов 1 и 2 подключены соответственно к неинвертирующим входам.компараторов 3 и 4 и через соответ-.ствующие нагрузочные резисторы 7 и8 - к шине источника питания. Инвер"тирующие входы компараторов 3 иобоих плеч преобразователя объедине"ны и подключены к выходу резистивного делителя напряжения, образованного резисторами 9 и 10, включенных, 15 и 16 охвачены 1003 отрицательнойобратной связью, которая образованасоединением инвертирующих входовс выходами. Выходы операционных усиФормула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Великобритании ло Н 1268879, кл. 6 01,1 1/ЙЙ; опублик. 1971,2. Патент фРГ й 2450615,кл, 6 01 1 1/М, опублик. 1978врректор И,Демчик Реда ктор Л. Грати Подписное ССР тийд "/5 Тираж 887ударственного комитетаелам. изобретений и отксква, М, Раушская н аказ 8993/69ВНИИПИ Го 13035,Циал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,5 97630 ля процесс перезарядки конденсаторов аналогичен описанному.Предлагаемое изобретение позволяет с высокой точностью и линейностью осуществлять преобразование малых уровней освещенности в электрический сигнал. Светочастотный преобразователь, содержащий два фотодиода и симметричный мультивибратор, выполненный на двух транзисторах, эмиттеры которых М соединены с общей шиной источника питания, коллекторы соединены каждый со своим резистором, второй вывод которого соединен с шиной источника литания, и неинвертируюции входом компаратора, инвертирующие входы которых соединены с выходом резистивного делителя, вход которого сое,динен с шинами источника питания, 1 5 Ьпричем выход каждого компараторачерез резистор соединен с шиной источника питания и с одной обкладкойодного из двух конденсаторов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью расширения диапазона преобразования в сторону малых освещенностей, в него введены два усилителя-повторителя, между входом и выходом которых включено по одномуфотодиоду, причем выход каждого усилителя-повторителя соединен с базойодного из транзисторов, а входыс другой обкладкой одного из конден.саторов,