Корректирующее устройство

(45) Дата опубликования описания 04,05.77(51) М, Кл,е Н 04 В 3/04Н 03 К 17/78 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(54) КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к области передачи и приема информации и может быть использовано в телеграфии, телефонии, в вычислительной технике при передаче сигналов от преобразователей-датчиков на вычислительную машину. Известно, что любой сигнал, передаваемый из одного пункта в другой через линию связи, искажается в зависимости от парамет О ров линии (сопротивление и индуктивность линии, сопротивление и электроемкость утечки).Известны корректирующие устройства, выполненные на электромагнитах 1. 15 Недостаток - низкая точность восстановления формы сигнала и отсутствие гальванической развязки.Известно также корректирующее устройстО во, содержащее дифференцируюший элемент, вход которого через резистор подключен к линии связи, а выход связан со входом сумматора, выход которого через элемент обратной связи соединен с его входом 1 21, 25 Недостаток - низкая точность восстановления формы сигнала и отсутствие галь. ванической развязки.Цель изобретения - повышение точности восстановления формы сигнала и гальванической развязки. Для этого в корректирующее устройство, содержащее дифференцируюший элемент, вход которого через резистор подключен к линии связи, а выход связан со входом сумматора, выход которого через элемент обратной связи соединен с его выходом, введен входной светодиод, упомянутый дифференцирующий элемент содержит конденсатор и два светодиода, которые со динены между собой встречно-параллельно, а сумматор выполнен в виде операционного усилителя и двух фотодиодов, причем одна обкладка конденсатора дифференцирующего элемента подключена к резистору, а другая - к месту соединения светодиодов. При этом светодиоды дифференцирующего элемента оптически связаны с соответствующими фотодиодами сумматора, которые соединены последовательно и разноименными выводами подключены к соответствующим шинам источникапитания. Место соединения фотодиодов подключено ко входу операционного усилителя,вь,ход которого через светодиод оптическисвязан с фотодиодом оптической обратнойсвязи, который включен встречно-последовательно с входным светодиодом. Входнойсветодиод оптически связан с эдиим изфотодиодов сумматора, а один из выводовфотодиода оптической обратной связи подключен к линии связи,На чертеже приведена схема корректирующего устройства.Оно содержит входной светодиод 1, фотодиод 2 обратной оптической связи, конденсатор 3 и светодиоды 4, 5, операционный усилитель 6, первый фэтодиэд 7, второй фотодиэд8, светодиод 9 обратной оптической связи,резистор нагрузки 10, резистор 11 отрицательной обратной связи операционного усилителя 6. 20Входной светодиод 1 и фотодиод 2 соединены встречно-последовательно и своимисвободными концами подключены к линии связиСветодиод 1, кроме того, оптически связанс первым фотодиодом 7 оптоэлектрэнного сум матора и преобразует напряжение на входекорректпрусшегэ устройства в пропорциональный ему световой поток Ф 1, фэтодиэд 2ограничивает тэк через входной светодиод1 в начальный момент и осуществляет об 30 ратную связь в цепи входного сигнала, чтэ необходимо для эффективного осуществления коррекции.Оптоэлектронный дифференцирующий элемент состоит из конденсатора 3 и двух светэдпэдов 4 и 5. Последние подключены встречно-параллельно друг к другу и последовательно к выходу конденсатора 3. Еговход и свободные концы светодиодов 4 и5 эдключены к линии связи, Этот элемент 40 позволяет получать сигналы, соответствующие:.оложительным или отрицательным значып 1 ям первой производной входного сигнала.. Шфференцирующлй элемент - конденсатор3 предназначен для получения первой производной от тока входного сигнала, а светодиоды 4 и 5 для формирования световых потокови Ф, сэответствуюших положительными отрицательным значениям 1 производнойвходного сигнала,50При этом сигналы от оптоэлектронногодифференцирующего элемента важны не тэлько знаком, но и амплитудными значениями,изменяющимися во времени,Оптоэлектронный сумматор состоит изоперационного усилителя 6 и первого и второго фотодиодов 7 и 8 соответственно. Одним концом фотодиоды 7 и 8 подключены кклеммам батареи противоположной полярности(фотодиод 7 подключен к+Е , а фотодиод 860 к - Е, ), а другими, объединенными концами - ко входу операционнэго усилителя 6, выход которого подключен к светодиоду 9, оптически связанному с фотэдиодом 2, Операционный усилитель 6 суммирует ток первого и второго фотэдиодов 7 и 8, которые обеспечивают преобразование световых потоков Ф , Ф и Ф вэ входной ток усиБлителя 6. Первый фотодиод 7 суммирует световые потоки Ф и фл сэ светодиодов 1 и 4 при нарастании напряжения на входе устройств, а второй фотодиод 8 вычитает световой поток Ф 5 светодиода 5 от светового потока Ф, поступающего с входного светодиода 1 на первый фотодиод 7 при убывании напряжения.Светодиод 9 осуществляет обратную связь по световому потоку, который регулирует величину тока входного светодиода 1 в момент нарастания и убывания входного сигнала.Система нагрузочных резисторов 10 ограничивает ток в линии, обеспечивает работу входного светодиода 1.Резистор 1 1 - элемент отрицательной обратной связи операционнэгэ усилителя 6, Он пэдключен параллельно усилителю 6, стабилизирует коэффициент усилителя и уменьшает нелинейность статических характеристик светодиодов и температурный дрейф.Устройство работает следующим образом. При наличии сигнала, искаженного по переднему и заднему фронтам по экспоненте на входном светодиоде 1, сразу же .появляется световой поток Ф , пропорциональный входнс му напряжению, Система нагрузэ цлых резисторов 10 обеспечивает работу входного светодиода 1, Однако наличие фотодиода обратной оптической связи 2 создает в самый первыи момент условия для малого уровня светового потока, т. е. ограничивает нарастание выброса, получаемэ; о сигналом х + кх. Одновременно конденсатор 3 оптоэлектронного дифференциатора обеспечивает токи и сэответствуюшие им световые потоки ф и Ф являющиеся первой производглной входного сигнала . Наличие светодиодов 4 и 5 дает возможность получения световых потоков Ф, и Ф , соответствую 4ших положительной и отрицательной первой производной входного сигнала При нарастании входного напряжения срабатывает светодиод 4 () О), при убывании напряжения - светодиод 5 и ,"О, Такиь образом, в самый начальный момент значительный по величине ток прохэдит через светодиод 4 и соответствует положительной производной входного с 1 лгнала.Световые потоки Ф с входного светодиода 1 и ф со светодиода 4 поступаютна фотодиод 7, где суммируются, в резуль тате чего меняется потенциал в тоЧке Л и на выходе усилителя 6 появляется отрицательный выходной сигнал.Коэффициент усиления усилителя стабилизируется резистором 11, элементом отрицательной обратной связи усилителя 6.В первый момент световой поток Ф, соответствующий 1 производной входного сигнала, принимает большее значение, чем 10 световой поток ф, от входного светодиода 1, но появление выходного отрицательного сигнала усилителя 6 приводит к срабатыванию светодиода 9, отпиранию фотодиэда 2 и уменьшению сопротивления последнего, При 15 отсутствии фэтодирда 2 сложение входного светового потока, соответствуюшегэ 1 произ.- водной От входного сигнала, даст очень большой всплеск уровня. Таким образом, связь операционный усилитель 6 -фэтодиэд 20 обратной оптической связи 2 предназначена для ограничения выходного сигнала и получения сигнала, не превышающего дэпустимый уровень в начальный момент. 11 ри убы - вании входного напряжения срабатывает 25 входной светодиод 1 и светодиод 5, световье потоки которых Ф и Ф, преобразуясь в токи через первый и второй фэтэдиоды 7 и 8 соответственно, вычитаются .Обеспечивая суммирование экспоненц:аль-:0 ного сигнала с егэ производной при нарастании экспоненты, пэлучаем его ассимптэтическэе значение, а при убывании - нуль, Следует заметить, что прц сум 11 рован;1 И экспэненты и ее грэизводной имеются 3111- 35 ЧИТЕЛЬНЫе ВЬОПОСЫ ИМПУЛЬСа ПРИ Ис 1 чальпых и конечных его значениях. Однакэ наличие фотодиода 2 и светодиода 9 ограничивает положительный выброс по амплитуде, слсдовательно при нарастании импульса и сум - 40 мирования егэ с его производной получае:,1 на выходе усилителя 6 крутой передний фронт импульса. На выходе усилителя 6 в результате суммирования световых потокэв остается отрицательный всплеск, но пэследний не является существенным недэстаткэм, т, к, снимая сигнал с выхода - усилителя 6 и подавая его на регистрирующее устройствэ,можчо всегда дэбиться того, чтооы последнее воспринимало импульсь лишь полэжител 1= ной полярностц.Формула изэбретенияКорректирующее устройство, содержащее дифференцируюший элемент, вход которого через резистор подключен к лшьии связи, а выход связан сэ входом сумматора, выход котэрэго через элеент обратной связи соеД 1 и 1 ен с егэ входом, о тли чаюш е ес я тех:,. чтэ, с целью повышения точности восстачЭВЛЕНня 1 ОРмы сигнала и гальванической развязки, введен входной светодиод, пэ, янугь Диффереиш;руюший элемент сэдер:Ит кэндепсатэр и два светодиода, которые сэедипзпь ежду собой Встречнэпараллельнэ, а су.1 атэр выполнен в Виде эпераш 1 эннэгэ усилителя и двух фэтэд 110 дэв, причем Одна об;ада конденсатора дифференл руюшегэ элемента подключена к резистэру, а ВтэЭая - к месту сэедш 1 сния светодиодов,;1 ри эт э. светэдиэдь д 1 ффсреиш 1 руюшегэ элеепта Оптцческ:.1 связань ссээтветствуюи,и.;и , Отсдиодами суы.тора,кэторые сэеди 11 е:1 ы иэследэвательнэ и разнэименныи Вывэдамц подкл 1 очены к соответствуюш 11. шина;. Источника 1 итанця, 1 естэ сэедц 11 ения фэтэдиэдэВ подключено кэ Входу01 эраш 101;1101 э сил,тегя, выход которогоС "С - Э-; "- Э ТчЕСК СВЧза С фотод 1.Эдэ"; Эи инес.Эй Орат 11 ОЙ сВязи, кэтэрыЙвялю 1 ен Встреч.э- последовательно с Вхэдных светэдиэдэ: при это . входной светод и Од эпт 11 чсск 1 с Вязан с эд 1 П 1:.; и 3 .ОТ ОдИ О дэВ с".атэра, а эд 1 Д 1 из ВывэдОВ фэтэдиэда оптической ОбратОй связи подключенИКВГ СВЧ 3111 стэчники ипфэрх:ашш, пр 1 ц 1 ятыс Вэ вни 1 ание при экс;101 ти 3 е;1, Авторское свидетельство СССР Мо 130553, М.клС 05 В 13/02, от 26.12, л.95 г. ана 1 ог2, лвтэрскэе свцдетел:. ство СССР Ъ 4 Ь.463, ."1, л, Н 04 В 3/04, эт 17.04,74 (:Г.этэтип 1-Ер Составитель Г. КутнийТехред Н. Андрейчук Корректор В. Куприяно актор Ф, Хлебни каз 793 /72 БНИИП 1 1303 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 872 Государственного комитета С по делам изобретений и Москва, Ж, Раушская нПодписное овета Министров СС открытийб., д. 4/5