Оптоэлектронный одновибратор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 17623 А 1 3/ 5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТВУ ДЕТ АВТОРСКОМ 4 ос, ,М Сд да, а эмиттер помехозара - с конденсатором-цепи. одом того же тного транзи емязадаю щей и обд на лючем чей еско- ибранный с ба- эмитГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Сибирский технологический институт(57) Использование: электроника, системыавтоматического контроля, техническая диагностика, факсимильная техника. Сущность: оптоэлектронный одновибраторсодержит логический элемент ИЛИ-НЕ,формирующий каскад на транзисторе посхеме с общим эмиттером, в цепи базы которого включена времязадающая ЯС-цепь.С целью расширения области примененияза счет обеспечения получения выходных Изобретение относится к области элеконики и может быть использовано в системах автоматического контроля и технических диагностиках, факсимильной технике, в частности, аппаратных средствах ввода изображения в ЭВМ, а также медицине и биологии.Известен одновибратор, содержащий логический элемент ИЛИ - НЕ первым входом подключенный к шине входных сигналов, а вторым к выходу формирующего каскада на транзисторе, в цепи базы которого включена времязадающая ЯС-цепь, помехозащитный транзистор, соединенный базой через резистор с шиной питания, а коллектором с анодом диода, причем выход логического элемента ИЛИ - НЕ соединен с импульсов, изменяющихся по длительности от установленного значения в процессе взаимодействия монохроматического потока инфракрасного излучения с различными средами, в него введена диодная оптопара с открытым оптическим каналом отражательного типа и резистор, который подсоединен последовательно с излучательным диодом оптопары по прямому току к источнику питания, фотодиод оптопары соединен катодом с конденсатором времязадающей ЯС-цепи, а анодом - с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ, оптические оси излучательного диода и фотодиода оптопары расположены под углом, при этом взаимосвязь потока монохроматического инфракрасного излучения с контролируемым обьектом осуществлена через открытый оптический канал отражательного типа, 1 ил,Известен также одновибратор соде щий элемент ИЛИ - НЕ в цепях пуска ратной связи, формирующий каска транзисторе, в цепи базы которого вк ны времязадающая ЯС-цепь, помехоза ный транзистор, соединенный базой резистор с шиной питания, коллектора рез диод с конденсатором времязада ЯС-цепи, а эмиттером с выходом логич го элемента ИЛИ - НЕ, В данный однов тор введен транзистор, соедине коллектором с шиной питания, базой зой помехозащитного транзистора, а1762389 формирующий каскад на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, в цепи базы которого включена времязадающая ВС-цепь, а коллектор соединен с выходной шиной и другим входом логического элемента ИЛИ - НЕ, конденсатор ВС-цепи соединен через резистор с выходом логического элемента ИЛИ - НЕ, введены диодная оптопара с открытым оптическим каналом отражательного типа и резистор, который подсоединен последовательно с излучательным диодом оптопары по прямому току к источнику питания, фотодиод оптопары соединен катодом с конденсатором время- задающей ВС-цепи, а анодом - с выходом логического элемента ИЛИ - НЕ, оптические оси излучательного диода и фотодиода оптопары расположены под углом, при этом тером с точкой соединения диода и конденсатора времязадающей ВС-цепи.Недостатком таких одновибраторов является невозможность управлять длительностью выходных импульсов, Длительностьвыходных импульсов жестко зависит от номиналов времязадающей ВС-цепи. Подборноминалов ВС-цепи для получения требуемой длительности выходных импульсов является сложным процессом, в результатеэтого область применения указанных одновибраторов ограничивается.Наиболее близким техническим решением выбран ным в качестве прототипаявляется ждущий мультивибратор одновибратор), содержащий логический элемент выполняющий функции ИЛИ-НЕ в цепяхпуска и обратной связи, формирующий каскад на транзисторе, в цепи базы котороговключена времязадающая ВС-цепь, состоящая из последовательно соединенных переменного и постоянного резисторов иконденсатора, который соединен с выходомлогического элемента ИЛИ - НЕ.Недостатком указанного одновибратора является следующее, Для управлениядлительностью выходных импульсов данного одновибратора во времязадающей ВСцепи используется переменный резистор,Функциональные возможности схемы ограничены и зависят от типа применяемого переменного резистора, При вращенииподвижной системы переменного резистора отклонение длительности выходных импульсов от заданной величины может иметьскачкообразный характер, в результате чегонарушается плавность управления, Причиной указанных отклонений может стать неоднородность и дефекты проводящегоэлемента, а также подвижного контакта,Кроме того, во времязадающей ВС-цепиодновибратора замена переменного резистора бесконтактным элементом, т.е, полупроводниковым нелинейным элементомприводит к нелинейному изменению длительности выходных импульсов, Вышеизложенные недостатки ограничивают областьприменения одновибратора,Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения получения выходных импульсовизменяющихся по длительности от установленного значения в процессе взаимодействия монохроматического потокаинфракрасного излучения с различнымисредами,Для достижения указанной цепи в опто 5 10 15 взаимосвязь потока монохроматического инфракрасного излучения с контролируемым объектом осуществлена через открытый оптический канал отражательного типа. 20 На чертеже представлена блок-схема оптоэлектронного одновибратора,Предлагаемый оптоэлектронный одно- вибратор содержит шину запуска 1, логический элемент ИЛИ - НЕ 2, цепь обратной связи 3, формирующий каскад 4, времязадающую ВС-цепь 5, цепь фотодиода оптопары с открытым оптическим каналом отражательного типа б, цепь излучательного диода 25 30 оптопары с открытым оптическим каналом отражательного типа 7, выходную шину 8, контролируемый объект КО, причем шина запуска 1 является первым входом логического элемента ИЛИ - НЕ 2, а второй вход логического элемента ИЛИ-НЕ 2 является цепью обратной связи 3, соединенной с выходной шиной 8 формирующего каскада 4, состоящего из резистора и транзистора включенного по схеме с общим эмиттером база которого соединена с общей точкой времязадающей ВС-цепи 5. Резистор ВС- цепи 5 подключен к шине питания, а конден. сатор к цепи фотодиода оптопары с открытым оптическим каналом отражатель ного типа б, причем фотодиод оптопары со. единен параллельно с резистором, като 35 40 45 фотодиода соединен с конденсатором ВС-цепи, а анод с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ 2. Источником монохроматическо. го потока инфракрасного излучения являет. ся излучательный диод оптопары с открытым оптическим каналом отражатель. ного типа 7 и включен через резистористочнику питания по прямому току. Выхо. дом оптоэлектронного одновибратора явля ется выходная шина 8 формирующегс электронный одновибратор, содержащий логический элемент ИЛИ - НЕ, один из вхо- каскада 4. Управление длительностью вы дов которого соединен с шиной запуска, ходных импульсов оптоэлектронного одновибратора производится во взаимосвязи излучательного диода и фотодиода оптопары с открытым оптическим каналом отражательного типа при помощи падающего и отраженного потока инфракрасного излучения от контролируемого объекта (КО).Оптоэлектронный одновибратор работает следующим образом.В исходном состоянии на шине запуска 1 логического элемента ИЛИ - НЕ 2 отсутствует положительный запускающий импульс, транзистор формирующего каскада 4 открыт током протекающим через резистор времязадающей ЯС-цепи 5.и низкий уровень с выходной шины 8 поступает через цепь обратной связи 3 на логический элемент ИЛИ - НЕ 2. Таким образом, на обоих входах логического элемента ИЛИ - НЕ 2 присутствует низкий уровень, а на выходе - высокий уровень, Высокий уровень по прямой проводимости фотодиода оптопары с открытым оптическим каналом отражательного типа 6 поступает на обкладку конденсатора времязадающей ЯС-цепи 5, а на другую обкладку с общей шины через базуэмиттер открытого транзистора формирующего каскада 4 поступает низкий уровень, Следовательно, конденсатор времязадающей ЯС-цепи 5 заряжен со стороны цепи фотодиода оптопары с открытым оптическим каналом отражательного типа 6 положительным зарядом, а со стороны формирующего каскада 4 - отрицательным зарядом. В момент поступления через шину запуска 1 на логический элемент ИЛИ - НЕ 2 кратковременного положительного импульса на его выходе высокий уровень резко меняется на низкий уровень и начинается процесс разряда конденсатора времязадающей ЯС-цепи 5, Обкладка конденсатора с положительным зарядом разряжается через обратную проводимость фотодиода оптопары, а также параллельно подключенному к нему резистору и через логический элемент ИЛИ - НЕ 2 на общую шину, Учитывая включение транзистора формирующего каскада 4 по схеме с общим эмиттером, в момент разряда конденсатора времязадающей ВС-цепи 5 база относительно эмиттера становится отрицательной и транзистор запирается, поэтому цепь разряда отрицательно заряженной обкладки конденсатора проходит через резистор времязадающей ВС-цепи 5 к источнику питания. Далее низкий уровень выходной шины 8 резко меняется на высокий уровень, последний через цепь обратной связи 3 поступает на логический элемент ИЛИ - НЕ 2, на выходе которого поддерживается нулевой уровень до конца разряда конденсатора 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 времязадающей ЯС-цепи 5, В момент, когда уровень перезаряда на обкладках конденсатора достигнет уровня отпирания транзистора формирующего каскада 4, транзистор открывается и на выходной шине 8 высокий уровень резко падает до низкого уровня. Таким образом, завершается формирование длительности выходного импульса и снова начинается процесс заряда конденсатора времязадающей ЯС-цепи 5. Процесс заряда конденсатора проходит по прямой проводимости фотодиода оптопары с открытым оптическим каналом отражательного типа, внутреннее сопротивление которого исчисляется в омах, и эта величина не влияет на время восстановления заряда, В процессе же разряда конденсатора ток разряда, протекая через резистор в цепи фотодиода оптопары с открытым оптическим каналом отражательного типа 6, образует на последнем обратное напряжение смещения, которое устанавливает начальную величину внутреннего сопротивления обратной проводимости. А в цепи излучательного диода оптопары с открытым оптическим каналом отражательного типа 7 протекает постоянный ток, который обеспечивает стабильную величину монохроматического потока падающего инфракрасного излучения с конструктивно предусмотренным углом к контролируемому объекту (КО), При отсутствии контролируемого объекта на фотодиод оптопары с открытым оптическим каналом отражательного типа 6 отраженный поток инфракрасного излучения не поступает и внутреннее сопротивление обратной проводимости фотодиода оптопары не изменяется, Если на шине запуска 1 есть запускающие импульсы с определенной частотой следования, то на выходной шине 8 длительность выходных импульсов имеет минимальное значение с той же частотой. Далее, рабочую поверхность диодной оптопары с открытым оптическим каналом отражательного типа приложить к контролируемому объекту, при этом происходит взаимодействие инфракрасного излучения с последним 6 и результат отраженного потока ИК излучения через открытый оптический канал отражательного типа попадает на фотодиод оптопары, Это приводит к изменению внутреннего сопротивления обратной проводимости фотодиода оптопары. При этом в цепи база-эмиттер транзистора формирующего каскада 4 изменяется уровень напряжения разряда по времени, В соответствии с этим на выходной шине 8 оптоэлектронного одновибратора длительность выходных импульсов от установленного значения меняется, Таким образом, на1762389 Составитель Ш,МамеТехред М,Моргентал Палий едакто орре аказ 3264 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 выходе оптоэлектронного одновибратора могут формироваться импульсы с длительностью от долей микросекунды до сотен миллисекунд, в зависимости от состава и свойства материала контролируемого объекта (КО),Формула изобретения Оптоэлектронный одновибратор, содержащий логический элемент ИЛИ - НЕ, один из входов которого соединен с шиной запуска, формирующий каскад на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, в цепи базы которого включена времязадающая ВС-цепь, а коллектор соединен с выходной шиной и другим входом логического элемента ИЛИ - НЕ, конденсатор КС-цепи соединен через резистор с выходом логического элемента ИЛИ - НЕ, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспечения получения выходных импульсов.изменяющихся по длительности от установленного значения в процессе взаимодействия монохроматического по тока инфракрасного излучения с различными средами, в него введены диодная оптопара с открытым оптическим каналом отражательного типа и резистор, который подсоединен последовательно с излуча тельным диодом оптопары по прямому токук источнику питания, фотодиод оптопары соединен катодом с конденсатором воемязадающей ВС-цепи, а анодом - с выходом логического элемента ИЛИ - НЕ, оптические 15 оси излучательного диода и фотодиода оптопары расположены под углом, при этом взаимосвязь потока монохроматического инфракрасного излучения с контролируемым объектом осуществлена через откры тый оптический канал отражательного типа.