Прибор для измерения экспозиции

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИДЛИСТИЧ УСНИРЕСПУБЛИН 51)4 7 081 ОПИОА ОБРЕТ ЕХ)ЬСТВУ 21) 3733428/2422) 30.03,8446) 07.02,86,72) А.В. Чурба Р 5 Я. Миловао нен лектором пе транзистора того резист входом втор нциаль в тельног го до ектором вт транзисторавертого резиника питаниполнительно лителя, а др соединен с инов ного дифф теля. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ нов(54)(57) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭКСПОЗИЦИИ содержащий резистор ввода, индикатор и фотодиод, один вывод которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя и с коллектором первого транзистора, база которого соединена с выходом и с инвертирующим входом дифференциального усилителя, а также с базой второго транзистора, эмиттер которого через резистор соединен с общей шиной источника питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона, в него введены два дополнительных дифференциальных усилителя, два дополнительных транзистора, пять резисторов и резистивный делитель, причем неинвертирующий вход первого дополнительного дифференциального усилителя соединен с выходом основного дифференциального усилителя, выход первого дополнительного дифференциального усилителя соединен через первым резистор с эмиттером второго транзистора, коллектор которого соединен с инвертирующим входом первого дополнительного дифференциальног усилителя и через второй резистор соединен с выходом второго дополни " тельного дифференциального усилителя, с одним входом резистивного дели теля и с одним выводом резистора ввода, другой вывод которого соедис эмиттером первого основного транзистора и с одним выводом третьего резистора другой вывод которого соединен с общей шиной источника питания, с эмиттером первого дополнительного транзистора и с другим входом резистивного делителя, выход которого соединен с эмиттером второго дополнительного транзистора, база которого соединена с базой и колрвого дополнительного с одним выводом четв ора и с неинвертирующиго дополнительного цифго усилителя, инвертикоторого соединен с кол и с одним выводом четстора и с шиной источи выходом первого доо дифференциального усиугой вывод фотодиода нвертирующим входом осеренциального усипи 1210121Изобретение относится к кинофототехнике, а именно к приборам для измерения экспозиции, и может быть использовано для построения экспонометрических систем в высококлассных фотоаппаратах,Цель изобретения - повьппение точности и расширение динамического диапазона.На чертеже показана схема устройства. Устройство содержит резистор 1 ввода, индикатор 2 и фотодиод 3, один вывод которого соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя 4 и с коллектором первого транзистора 5, база которого соединена с выходом и с инвертирующим входом дифференциального усилителя 4, а также с базой второго транзистора б, эмиттер которого через резистор 7 соединен с общей шиной источника 8 питания, два дополнительных дифференциальных усилителя 9 и 10, два дополнительных транзистора 11 и 12, пять резисторов 13-17 и резистивный делитель 18. Неинвертирующий вход первого дополнительного дифференциального усилителя 9 соединен с выходом основного дифференциального усилителя 4, выход соединен через первый резистор 17 с эмиттером второго транзистора 6, коллектор которого соединен с инвертирующим входом первого дополнительного дифференциального усилителя 9 и через второй резистор 16 соединен с выходом второго дополнительного дифференциального усилителя 10, с. одним входом резистивного делителя 18 и с одним выводом резистора 1 ввоца, другой вывод которого соединен с эмиттером первого транзистора 5 и с одним выводом третьего резистора 15, другой вывод кеторого со:- единен с общей шиной источника 8 питания, с эмиттером первого дополнительного транзистора 11 и с другим входом резистивного делителя 18, выход которого соединен с эмиттером второго дополнительного транзистора 12, база которого соединена с базой и коллектором первого дополнительного транзистора 12 и с одним выводом пятого резистора 14, другой вывод которого соединен с другим выводом четвертого(2)б Нгде 11 и 11 - выходные напряжениясоответственно дифференциальных усилителей 4 и 10,Известно что разность паденийнапряжения на эмиттерных переходахцвух транзисторов равна.Г 1ф КО (3)1,постоянная Ьольцмана;температура, К,элементарный заряд, причем 1 Т/с = 7 - температурный потенциал;коллекторные токи двухтранзисторов,где к -В данной схеме потенциал эмиттера транзистора 5 при условии, что ток через резистор 1 ввода значительно превьппает ток фотодиода 3 (это нетрудно выполнить, так как в-11 -бфотоаппарате 1 = 10 - 10 А), 15 равен 1 а р (4)5Б результате для транзисторов 550 и 6 можно записать1 )(5)где Ц и Ц. - падения напряженияна соответствующих резисторах 15Ы и 7, равные потенциалам эмиттеровтранзисторов соответственно 5 и 6;1 - коллекторный ток транзис 6тора 6,резистора 13 и с шиной источника 8 питания, индикатор 2 включенмежду общей шиной источника 8 пита"ния и выходом первого дополнительного дифференциального усилителя 9,а. другой вывод фотодиода 3 соединенс инвертирующим входом основного дифференциального усилителя 4.Устройство работает следующим 10 образом.Ток 1 фотодиода 3 за исключениемпренебрежимо малого входного токадифференциального усилителя 4 течетв коллектор транзистора 5, При этом1 = Ф 8, (1)где 9 - световой поток;И - интегральная чувствительностьВ коллектор же транзистора 6 течетток(9) Для транзисторов 11 и 12 можно записать11 = 1. , 8 гг и (6) где К - коэффициент деления резис- тинного делителя 18;1 п и 1 - коллекторные токи транзисторов 11 и 12 соответственно. Выражение (6) выполняется строго при условии, что ток 1 значительно меньше тока через резистивный делитель 18, что несложно обеспечить за счет выбора 1 = 10-30 мкА При этом можно заметить, чтоУдВ 1,где У - падение напряжения на резисторах 13 и 14 так как напряжение смещения между входами дифференциального усилителя О по сравнению с ним пренебрежимо мало,Подставив равенства (7) в равенство (6), получают(8) т.е. это напряжение не зависит от напряжения питания.Выбирая коллекторный ток транзистора 6 значительно меньше тока через резистор 17, получают, чтоЦ =11 (1+ - )ВпВ ВТаким образомП = ( 1 + в " ) с 1 г ( фВыхг 4 15Рп - - +Игг -) (0)В 5 16Если в качестве индикатора 2 использовать гальванометр с медной катушкой, обладающей температурным коэффициентом сопротивления близким к, то зависимость показаний гальванометра от температуры практически исключается, За счет подбора сопротивления резистора 17 получают требуемый наклон выходной логарифмической характеристики экспонометрического прибора. Выбирая сопротивления резистора 1 значитель мыкания5 111 15 20 25 30 35 40 Ф 5 но больше, чем сопротивление резистора 15, что легко сделать, так какпадение напряжения на резисторе 15лежит в пределах 100-200 мВ, а нарезисторе 1 более 1 В, обеспечивают воэможность ввода нескольких экспозиционных параметров одновременно путем выполнения резистора ввода в виде ряда одинаковых резисторов, подключаемых параллельно с помощью соответствующих переключателей ввода экспозиционных параметров.В предлагаемом устройстве обеспечивается частичная термокомпенсацияинтегральной чувствительностифотодиода, так как ток 1 с изменением температуры также изменяетсяза счет изменения разности напряжений Б, -Б, компенсируя изменения Бот температуры,Изобретение позволяет повыситьточность измерения экспозиции до+0,1 ступени в диапазоне освещен-.энсстей от 10 до 1 О лк эа счетисключения дестабилизирующего влияния темнового тока фотодиода 3 идрейфа потенциалов эмиттеров двухтранзисторов 5 и 6 и эа счет повью"шения температурной стабильности,так как в предлагаемом устройствеввод экспозиционных параметров осуществляется путем регулирования потенциала эмиттера одного транзистора (а не двух) без применения повторителей напряжения, вносящих ошиб"ку. Кроме того, регулирующий потенциал и разность напряжений на эмиттерных переходах двух транзисторов 5 и 6, пропорциональная логарифму светового потока, имеют идентичную температурную зависимостьВлияние термозависимого темновоготока фотодиода 3 снижено до минимума за счет включения следящей обратной связи через дифференциальный усилитель 4, обеспечивающий во всех случаях фотодиоду режим короткого за1210121 ерюти оставител ехред З,П Бобкова бручар орре Редакто ии 4 ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Прое акаэ 51 б/54 ВНИИПИ Гос по делам 113035, фоскТираж 437арственногозобретенийЖ, Рау Подписнокомитета СССРоткрытийская наб., д. 4