Оптоэлектронный аналоговый преобразователь напряжения

,ЯОИ 935 94 С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОРСНОМУ С ЕПЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Институт полупроводниковАН УССР(54) (57) ОПТОЭЛЕКТРОННЬЙ АНАЛОГОВЫЙПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий входной резистор, первый выводкоторого соединен с первым входнымзажимом, времязадающий конденсатор,первый вывод которого соединен свторым выводом входного резистора,а второй присоединен к общей шине,подключенной к второму входному зажиму, разрядный элемент, включенный параллельно конденсатору, и светоизлучающий элемент, оптически связанный световодом с входным фотоприемником регистрирующего блока, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него дополнительно введеныкомпаратор напряжения, вход котороговключен параллельно времязадающемуконденсатору, и усилитель тока,вход которого соединен с выходом,компаратора напряжения через дополнительно введенный разделительный конденсатор, в качестве разрядного элемента использован дополнительно введенный фотоприемник, оптически связанный со светоизлучающим элементом,причем последний включен в выходнуюцепь усилителя тока, а параллельновремязадающему конденсатору подключен дополнительно введенный шунтирующий резистор1193590 2 1Изобретение относится к электроизмерительной технике, а именно кустройствам с промежуточным преобразованием контролируемого напряжения в частоту, и может быть, вчастности., использовано для измерения высокого напряжения.Цель изобретения - повышение точности преобразования.На чертеже изображена блок-схемапредлагаемого устройства.Устройство содержит входной резистор 1, последовательно с которымвключен времязадающий конденсатор 2,причем один вывод входного резистора 1 соединен с входным зажимом 3устройства, а один вывод времязадающего конденсатора 2 подключен кобщей шине, связанной с вторым входным зажимом 4 устройства. Параллельно времязадающему конденсатору 2включены разрядный элемент 5, вкачестве которого цспользован фотоприемник, например фотодиод, и шунтирующий резистор б,Устройство содержит также компаратор 7 напряжения, вход .котороговключен параллельно времязадающемуконденсатору 2, усилитель 8 тока,вход которого соединен с выходомкомпаратора 7 напряжения через разделительный конденсатор 9, светоизлучающнй элемент 10, например светодиод, оптически связанный с разрядным "элементом 5, световод 11, входной фотоприемник 12 регистрирующегоблока 13, например фотодиод, оптически связанный с помощью светово- .да 11 со светоиэлучающим элемен-том 10. На неинвертирующем входе комйаратора 7 напряжения включен делитель напряжения, образованный резисторами 14 и 15 и определяющий порог срабатывания компаратора 7 напряжения, а его инвертирующий входнепосредственно связан с объединенными выводами входного резистора 1и времязадающего конденсатора 2.Компаратор 7 напряжения охвачен положительной обратной связью с помощью резистора 16, включенного междувыходом компаратора 7 напряжения иего неинвертирующим входом. Наличиеположительной обратной связи в компараторе 7 напряжения обеспечиваетего работу с гистереэисом, т,е, снапряжЕнием возврата, меньшим напряжения срабатывания, Усилитель 8тока может быть выполнен на тран 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 зисторе 16, при этом светоизлучающий элемент 10, например светодиод,включают в коллекторную цепь транзистора 17.Устройство работает следующимобразом,Устройство подключают к источнику контролируемого, например, высокого напряжения с помощью входныхзажимов 3 и 4. При этом измеряемоенапряжение через входной резистор 1прикладывается к времязадающемуконденсатору 2, который начинаетзаряжаться током источника контролируемого напряжения, протекающимчерез входной резистор 1, При достижении напряжением на времязадающемконденсаторе 2 напряжения срабатывания компаратора 7 напряжения последний под действием напряжения,прикладываемого с времязадающегоконденсатора 2 к его инвертирующему входу, срабатывает, При.этом навыходе компаратора 7 напряженияформируется прямоугольный скачокнапряжения, который через разделительный конденсатор 9 поступает навход усилителя 8 тока, под действием1которого транзистор 17 усилителя 8тока открываетея, а коллекторныйток транзистора 17, протекая черезсветоизлучающий элемент 10, вызывает его свечение. При возникнбвениисвечения светоизлучающего эпемента .10 разрядный элемент 5, оптическисвязанный со светоизлучающим элементом 10, резко уменьшает свое сопротивление, вызывая разряд времязадающего конденсатора 2. Однако компаратор 7 напряжения за счет наличиягистерезиса возвращаетея в исходноесостояние не сразу, а только приснижении напряжения на времязадающем конденсаторе 2, происходящем впроцессе его разряда, ниже напряжениявозврата компаратора 7 напряжения,меньшего напряжения его срабатывания, что позволяет времязадающемуконденсатору 2 существенно разрядиться перед последующим зарядом,После возврата компаратора 7напряжения прямоугольный скачокнапряжения на его выходе, управляющий усилителем 8 тока, прекратится,транзистор 17 усилителя 8 тока закрывается и одновременно прекращаетсясвечение светаизлучающего элемента 10. При этом разрядный элемент 5,оптически связанный со еветоизлучаю1193590 4соответствующие величине измеряемогонапряжения.1 10 зщим элементом 10, скачком увеличивает свое сопротивление до значения темнового сопротивления и начинается следующий цикл заряда времязадающего конденсатора 2, за которымследует новый цикл его разряда,В, каждом цикле заряда-разрядавремязадающего конденсатора 2 светоизлучающим элементом 10 формируетсясветовой импульс, который помиморазрядного элемента 5 по световоду 11 поступает на входной фотоприемник 12 регистрирующегоблока 13 Частота циклов заряда-разряда времязадающего конденсатора 2, а следовательно, и частота световых импульсов,. формируемых светоизлучающим элементом 10, прямо пропорциональнавеличине контролируемого напряжения;Световые импульсы, поступающие . щна входной фотоприемник 12, преобразуются им в электрические импульсы,которые поступают на вход регистрирующего блока 13. Последний преобразует частоту электрических импульсов, формируемых входным фотоприемником,12, в показания индикатора,В предлагаемом. устройстве за счет использования компаратора 7 напряжения с высокостабильными напряжениями срабатывания и возврата существенно повышена точность преобразования контролируемого напряжения в .частоту световых импульсов. При использовании в качестве светоизлучающего элемента 10 фполупроводникового светодиода, имеющего высокое быстродействие, также повышается точность преобразования. В то же время за счет шунтирования разрядного элемента 5, выполненного в виде фотоприемника, например фотодиода, резистором 6 существенно снижено влияние температурной нестабильности темнового сопротивления разрядного элемента 5 на значение постоянной времени заряда времязадающего конденсатора 2, что также повышает точность преобразования, а следовательно, и точность измерения контролируемого напряжения,, Составитель С.ВейскийШандор Техред Ж,Кастелевич Корре екмар Редак 747 Заказ 7 илиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4арственного комите изобретений и откр ва, Ж, Раушская