Оптоэлектронный гираторный трансформатор

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСН СПУБЛИН 9) 3 Ь 11/50 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ЗОБРЕТЕН ИС ЕПЬСТВ АВТОРСКОМУ СВ 1 РАТОРНЬП ТРАН/24-07 41 дио ся ков АНУССакова овод .Е.М(57) Изобретение относэлектронике и м.б, испустр-вах. согласованиягальванической развязкретения - упрощение рэффициента трансформацнении стабильности по льзовано в шедансов с й, 1,ель иэоб утрировки кои при сохраледнегоОп1520651 10 тоэлектронный гираторный трансформатор содержит светоизлучатель 1, г-р2 постоянного тока, оптоэлектронный гиратор 3, содержащий шесть фототранзисторов 5-10 и шесть светомодулирующих элементов (СМЭ) 11-16, атакже гиратор 17, содержащий шестьфототранзисторов 18-23 и шесть СМЭ24-29. Предлагаемый трансформаторможет работать как понижающим, так Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах согласования импедансов с гальванической развязкой,Пель изобретения - упрощение регулировки коэффициента трансформациипри сохранении стабильности послед"него,На чертеже показана принципиальнаяэлектрическая схема оптоэлектронногогираторного трансформатора,Оптоэлектронный гираторный трансформатор содержит светоизлучатель 1,генератор 2 постоянного тока, первый30оптоэлектронный гиратор 3, содержащийпоглощающий оптический фильтр 4, первый - шестой фототранзисторы 5-10 ипервый - шестой светомодулирующие элементы 11-16 и второй оптоэлектронныйгиратор 17, содержащий первый-шестой 35фототранзисторы 18-23 и первый-шестойсветомодулирующие элементы 24-29,1Оптоэлектронный гираторный трансформатор работает следующим образом,В исходном состоянии потенциальноуправляемые светомодулирующие элементы, обладающие высоким дифференциальным сопротивлением ( д 5 10 Ом), нахо 9дятся в режиме смещения, так что наФототранзисторы с внутренним дифферен.циальным сопротивлением - 5 10 Омпадает постоянный световой поток. Приложим к входным клеммам первого оптоэлектронного гиратора входное напряжение П , причем отрицательный потенциал.приложен к первой входнойклемме а положительный - к второйвходной клемме, С учетом полярностивторого и первого источников питанияэто приводит к тому, что управляющеенапряжение на третьем 13 и четвертом14 светомодулирующих элементах возрастает на величину П /2, а на шеси повышающим, В качестве оптическогопоглощающего Фильтра м,б. использован дополнительный потенциально управляемый СМЭ, При этом простым варьированием на нем напряжения смещениядостигается установка требуемогокоэф. пропускания Ы и, следовательно, упрощаетСя процесс регулировкикоэф. трансформации трансформатора,1 ил. 3том 16 и пятом 15 светомодулирующихэлементах уменьшается также на величину Бь/2, Поскольку используемыев оптоэлектронном гираторном транс"форматоре светомодулирующие элементы обладают однотипной модуляционнойхарактеристикой, к примеру, нарастающейчто означает увеличение коэффициента пропускания с ростом управляющего напряжения, то на четвертом фототранзисторе 8, оптически связанномчерез поглощающий оптический Фильтр 4с третьим 13 и четвертым 14 светомодулирующими элементами, световойпоток увеличивается, и, .следовательно, возрастает его фототок, а натретьем Фототранзисторе 7, оптическисвязанном через поглощающий оптический фильтр 4 с шестым 16 и пятым 15светомодулирующими элементами, световой поток уменьшается и, следовательно, снижается его фототок, Переменные составляющие токов третьего 7 ичетвертого 8 фототранзисторов суммируются и формируют управляемый напряжением источник выходного тока. где. Ю, - коэффициент пропускания оптического поглощающего Фильтра 4 рБ - крутизна управления током фо-тотранзисторов по светомодулирующему элементу.При этом в первом оптоэлектрон" ном гираторе 3 на втором светомодулирующем элементе 12, включенном параллельно третьему фототранэистору 7, возрастает управляющее напряжение, а на.первом светомодулирующем элементе 11, включенном параллельно четвертому фототранзистору 8, уменьшается, Следовательно, у второго 65 15206и пятого 9 фочотранзисторон, оптически связанных через поглощающий оптический Фильтр 4 с вторым светомодулирующим элементом 12, увеличиваетсяФототок, а у перного 5 и шестого .105фототранзисторов, оптически связанныхчерез поглощающий оптический фильтр4 с первым снетомодулирующим элементом 11, фототок уменьшается. Переменные составляющие токов второго 6 ишестого 10 фототранзисторов и первого 5 и пятого 9 фототранзисторов попарно суммируются и составляют управляемЫй напряжением источник входноготока с токоотводом на второй входнойклеммев, 2 ф 8 П,ь, (2)где Б - выходное напряжение источвьхника ныходного тока (1), 20отсчитываемое относительно общей шинь,Совместное встречно-параллельноевключение управляемых в соответствиис (1) и (2) источников тока образует 25уравновешенный со сторочы входныхклемм первый из оптоэлектронных гираторов трансформатора,Во втором оптоэлектронном гираторе с учетом полярности третьего источника питания напряжение П , вызывает увеличение коэффициента пропускания второго снетомодулирующего элемента 25 и его снижение у первого светомодулирующего элемента 24, что в35свою, очередь приводит у второго 19 ипятого 22 Фототранзисторон к возрастанию фототока, а у первого 18 и шестого 23 фототранзисторон к уменьшению фототока. Переменные составляющие токов первого 18 и пятого 22 Фототранзисторов и второго 19 и шестого23 фототранзисторов попарно суммируются и составляют управляемый напряжением,источник выходного тока с токоотводом 45на первой выходной клеммевыл 2 8 Пвых(3)Наличие источника выходного тока (3) обусловливает появление на выходных клеммах выходного напряжения Б , причем отрицательный потенциал соответствует первой выходной клемме, а положительный - второй выходной клемме, С учетом полярности четвертого и пятого источников питания этоприводит к тому, что управляющее напряжение на шестом 29 и пятом 28 светомодулирующих элементах возрастает, 51 а на четвертом 27, и третьем 26 снетомодулирующих элементах понижается, в результате фототок третьего фототранзистора 20 увеличивается, ачетвертого фототранзистора 21 - умень-шается. Переменные составляющие токовтретьего и четвертого Фототранзисторов 20 и 21 составляют управляемыйвыходным напряжением источник входного тока двх 28вых(4) Совместное встречно-параллельное включение управляемых в соответствии с (3) и (4) источников тока образует уравновешенный со стороны выходных клемм второй гиратор 17 трансформатора, Каскадно соединенные уранновешенный со стороны входных клемм первый оптоэлектронный гиратор 3 и уравновешенный со стороны выходных клемм второй оптоэлектронный гиратор 17 реализует оптоэлектронный гираторный трансформатор,При выполнении устройства на. светоизлучающем диоде, жидкокристаллических снетомодулирующих элементах и Фототранзисторах коэффициент трансформации и с высокой точностью (погрешность ( 0,1 Е) выражается через коэффициент пропускания оптического поглощающего фильтра (и = Ы,), а сопротивление потерь, характеризующее КПД оптоэлектронного гираторного трансформатора оказывается достаточно низким, Предложенный оптоэлектронный гираторный трансформатор может работать как понижающим, так и повышающим, В последнем случае достаточно поменять местами подключения входные и выходные клеммы и его коэффициент трансформации будет ранен .п=1/К,В качестве оптического поглощающего фильтра может быть использован дополнительный потенциально управляемый светомодулирующий элемент. При этом простым варьированием на нем напряжения смещения достигается установка требуемого коэффициента пропускания К и, следовательно, упрощается процесс регулировки коэффициента трансформации трансформатора. Для увеличения верхнего предела частотного диапазбна согласования трансформатора вместо транзисторных фотоприемников и жидкокристаллических светомодулирующих элементов могут быть ис пользонаны соотВРтГтВРнно Обратно -смРщенные Фотодиоды и ГРгнетокРрамиЧРСКИЕ ГВЕТОМОДУЛИРУЮЩИР ЗЛРМРНТЫ,5Построение предлагаемого трансформатора исключительно на однородных, оптоэлектронных компонентах, включающих потенциально управляемые светомодулирующие элементы, позволяет упростить устройство, повысить технологичность его исполнения, обеспечить задание коэффициента .трансформации посредством единственного параметра коэффициента пропускания оптического поглощающего фильтра, 11 ри этом в гираторном трансформаторе достигается повышение точности коэффициента трансФормации.20Формула изобретенияОптоэлектронный гираторный трансформатор, содержащий каскадно соединенные первый и второй гираторы с разными проводимостями гирации, причем входы первого оптоэлектронного гира- тора являются входами гираторного трансформатора, а выходы второго оптоэлектронного гиратора являются выхо-ЗО дами гираторного трансформатора, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения регулировки коэффициента трансформации при сохранении стабильности последнего, введены светоизлучатель, генератор постоянного тока, а каждый оптоэлектронный гиратор содержит первый; второй, третий, четвертый, пятый, шестой фото- транзисторы, первый, второй, третий, 40 четвертьп, пятый, шестой светомодулирующие элементы, при этом в первом оптоэлектронном гираторе коллектор первого Фототранзистора соединен с эмиттером пятого фототранзистора и с первой входной клеммой, эмиттер первого Фототранзистора и коллектор пятого фототранзистора соединены соответственно с шинами первого и второго источников питания, эмиттер второго Фототранзистора соединен с эмиттеромЪ первого фототранзистора, а коллектор второго Фототранзистора соединен с эмиттером шестого Фототранзистора, коллектор которого соединен с шиной55 второго источника питания, коллектор четвертого Фототранзистора соединен с Общей шиной, а эмиттер соединен с коллектором третьего фототранзистора и с выходом первого Опто лек 1 ронно Оиратора, эмиттер третьего фототранзистора соединен с шиной третьего источника питания, коллектор второгофототранзистора соединен с второйвходной клеммой, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой светомодулирующие элементы расположены между поглощающим оптическим фильтром исоответственно первым и шестым фототранзистором, вторым и пятым фототранзисторами, четвертым Фототранзистором, третьим фототранзистором, апоглощающий оптический .фильтр установлен между светомодулирующими элементами и светоизлучателем, а первый,второй, третий, четвертый, пятый шестой светомодулипующие элементы включе 1ны параллельно соответственно четвертому, третьему, второму, пятому, шестому, первому Фототранзисторам, а вовтором оптоэлектронном гираторе эмиттер первого фототранзистора соединенс коллектором пятого Фототранзистораи с первой выходной клеммой, коллектор первого Фототранзистора и эмиттерпятого фототранзистора соединены соответственно с шинами четвертого ипятого источников питания, эмиттервторого Фототранзистора соединен сколлектором шестого фототранзистора ис второй выходной клеммой, эмиттершестого фототранзистора и коллекторывторого и четвертого Фототранзисторовсоответственно соединены с шинамипятого источника питания, коллекторчетвертого фототранзистора соединенс общей шиной, а эмиттер соединен свходной клеммой второго оптоэлектронного гиратора и с коллектором третьего фототранзистора, эмиттер которогосоединен с шиной третьего источникапитания, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой светомодулирующие элементы расположены междупервым и шестым, вторым и пятым, четвертым и третьим Фототранзисторами,первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой светомодулирующие элементы включены параллельно соответственно четвертому, третьему, пятому,второму,.шестомупервому фототранзисторам, анод светоизлучателя соединен с шиной второго источника питания, а катод - с первым выводом генератора постоянного тока, второй выводкоторого соединен с шиной первогоисточника питания,