Оптоэлектронный переключатель

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 06,04,77 (21) 2470655/18 - 21с црнсоединением заявкиФЮ+ЮЬ ОЭ К 17/7 овударвгвеяныя яСССРоо делам изобретяя открмтяй.79. Бюлле бликовано 05.та опубликован 5,10,79 ия опнс 2) Авторы изобретени Ланьшин и Н. У. Тихо Ю. Заявитель 54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ едноИзобретение относится к области. телеграф.ной и измерительной техники и может быиспользовано в устройствах, предназначдля приема и регистрации длительностейполярных сигналов,Известен оптоэлектронный переключательпо авт, св. У 499669, содержащий входной све.тодиод, оптически связанный с фотодиодом,вспомогательный светодиод; оптически связан.ный с фотоднодом, первый и второй транзис.торные ключи, инвертор, цепь задержки, два0переменных резистора 13.Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость,Цель - повышение помехоустойчивости,Для этого в оптоэлектронный переключа- . 15тель, содержащий входной и вспомогательныисветодиоды, оптически связанные с соответствующими фотодиодами, первый и второй транзисторные ключи, причем коллектор транзистора первого ключа через инвертор и цепь задержки соединен с базой транзистора второгоключа, введены дополнительная цепь задержки,дополнительный инвертор, . элементы И и триггер,2причем выход цепи задержки через дополнительную цепь задержки соединен с входом допол..иительного инвертора и входом первого элемента И, другой вход которого подключен к выходу инвертора, а выход - к входу триггера,при этом другой его вход соединен с выходомвторого элемента И, входы которого подключены соответственно к входу инвертора и выходу дополнительного ннвертора.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма его работы,Оптоэлектронный переключатель содержитвходной светодиод 1, оптически связанный сфотодиодом 2, включенным в обратном направлении между шиной питания 3 и входной це.пью первого транзисторного ключа 4, вспомо.гательный светодиод 5, включенный последовательно с переменными резисторами 6 и 7между шиной питания 3 и общей шиной 8 ноптически связанный с фотодиодом 9, включенным между входной цепью транзисторногоключа 4 н общей шиной 8, второй транзистор 1 ный ключ 10, выход которого подключен3 69 к точке соединения катода светодиода 5 с пе. ременным резистором 7, а вход через цепь задержки 11 подключен к выходу инвертора12, дополнительную цепь задержки 13, вклюценную между выходом цепи задержки 11 и точкой оединения входа дополнительного ин. ,вертора 14 с одним из входов первого элемен. та И 15, второй вход которого. подключен квыходу инвертора 12, триггер 16, один из входов которого подключен к выходу элементаИ 15, а второй вход - к выходу второго зле.мента И 17, один из входов которого.подключен к выходу транзисторного ключа 4, а вто.рой вход - к выходу инвертора 14. Принимаемые сигналы подаются на вход 18, выходомявляется клемма 19.Устройство работает следующим образом,При отсутствии сигнала на входе оптоэлект.ронного переключателя транзисторный ключ 4закрыт, инвертор 12 открыт, и на выходе це.пи задержки 11 - низкий уровень напряжения,При этом транзисторный ключ 10 закрыт, ичерез светодиод 5 протекает ток, определяемый величинами двух последовательно включенных резисторов 6 и 7, что определяет нижнийуровень регистрации сигнала 1, (фиг. 2 а), навыходе цепи задержки 13 - низкий уровеньнапряжения, а на выходе инвертора 14 - высо.кий. В результате этого на оба входа элементаИ 15 поступает низкий уровень напряжения,поэтому на его выходе будет высокий уровеньнапряжения, В это время на вход элементаИ 17 поступает высокий уровень напряжения,поэтому на его выходе будет низкий уровеньнапряжения. В результате триггер 16 установлен в состояние, при котором на выходе 19низкий уровень напряжения (фиг, 2 ж),При поступлении на вход оптоэлектронногопереключателя сигнала и превыщении им уров.ня регистрации 1, происходит открываниетранзисторного ключа 4 и закрывание инверто.ра 12. При этом на выходе элемента И 15появляется низкий уровень напряжения (фиг.2 е), Через времяравное времени задержкипереднего фронта сигнала цепью задержки 11после закрывания инвертора 12, на вход трап.эисторного ключа 10 поступает высокий уровень напряжения, в результате чего транзисторйый ключ 10 открывается, Ток через светодиод 5 будет определяться теперь величинойпеременного резистора 6 и соответствоватьуровню регистрации 1 а. Через время задержкиСЬ, равное времени задержки переднего фронта цепью задержки 13, после появления верхнего уровня напряжения на выходе цепи за.держки 11, на выходе цепи задержки 13 также появляется верхний уровень напряжения.Это приводит к тому, что с выхода элемента И 17 на вход триггера 16 начинает поступатьвысокий уровень напряжения (фиг, 2 д), таккак на обоих входах элемента И 17 низкиеуровни напряжения, Триггер 16 устанавливает.ся в состояние, при котором на выходе 19(фиг, 2 ж) высокий уровень напряжения,При уменьшении амплитуды сигнала нижеуровня ДО (фиг. 2 а) происходит закрываниетранзисторного ключа 4 и открывание инвер.О тора 12, При этом на выходе элемента И 17появляется низкий уровень напряжения (фиг,2 д), Через время г,;,равное времени задержкизаднего фронта цепью задержки 11 после открыванияинвертора 12,на вход транзисторного ключа 10 но 15 ступает низкий уровень напряжеии, в резуль.тате чего транзисторный ключ 10 закрывается,Уровень регистрации при этом будет соответствовать 1, Через время задержки равноевремени задержки заднего фронта цепью за.20 держки 13 (фиг. 2 в, г), после появлениянижнего уровня напряжения на выходе цепизадержки 11, на выходе цепи задержки 13также появляется низкий уровень напряжения.Это приводит к тому, что с выхода элемента25 И 15 иа вход триггера 16 поступает высокийуровень напряжения (фиг, 2 е), так как наобоих входахэлемента И 15 низкие уровнинапряжения. Триггер 16 устанавливается в состояние, при котором на выходе 19 низкий.ЗО уровень напряжения, Из диаграммы работйоптоэлектронного переключателя следует, чтосигналы на выходе 19 оказываются задержанны.МИ На ВрЕМяСОщ=н 4 фа, ЧтО ОбЕСПЕЧИВаЕтвысокую точность регистрации сигналов при35 существенных искажениях их фронтов,При воздействии на вход 18 оптоэлектронного переключателя помехи (фиг. 2 а, сигналИ), имеющий длительность соизмеримую сдлительностью полезного сигнала, а амплитуду4 О 1 п (1 происходит открывание транзисторно.го ключа 4. Через времяс. происходит отФкрывание транзисторного клоча 10, врезу 1 птате чего уровень регистрации:оптоэлектронноФго переключателя станет , Через времяе 1745 на вход элемента И 17 поступает низкий уро-.вень напряжения, однако на входе элементаИ 17 низкого уровня уже не будет, так какчерез времяВ произойдет запирание транзис-,торного ключа 4 ввиду того, что Ь1 а,5 О Поэтому состояние элемента И 17 не изменится, и триггер 16 сохранит свое прежнее состояние. Таким образом, помеха вида(фиг, 2 а).оптоэлектронным переключателем не зарегист-.рируется,Аналогично работает оптоэлектронный переключатель при поражении полезного сигналадроблением, глубина 1 Р которого не достигает нижнего уровня регистрации 14 (фиг. 2 а,690628 сигнал И), Такое дробление не будет зарегистрировано оптоэлектронным переключателем.Если длительность помех или дроблений, воздействующих на вход оптоэлектронного.(, Ф переключателя, менъще времениС+,ь,то их амплитуда и глубина могут бьть любыми - это не изменит состояния триггера 16, Пусть на вход оптоэлектронного переключателя воздействует помеха амплитудой 3 п оси длительностью."п(Т+1:ц фиг. 2 а), При достижении помехой уровня 1 произойдет открывание транзисторного ключа 4 и закрывание инвертора 12. Через время с +т, + на правый вход элемента И 17 поступит нижний уровень напряжения, но к этому времени воздействие помехи йрекратится: ,1=- и 4 С ь ), и зле. мент И 17 не будет иметь совпадений нижних уровней напряжений цо своим входам, поэтому его состояние не изменится, а, следователь. но, не изменится и состояние триггера 16,Аналогично работает оптозлектронньй переключатель при поражении сигнала дроблением длительностьюТд +С.Ь и глубиной, равной амплитуде сигнала 1 с, Такое дроблеще также не вызывает изменения состояния триггера 16. 6Таким образом, предложенный оптоэлектронный переключатель устойчив к воздействию помехдроблений), имеюппх существенные амплитудыглубины) и длительносп, при 5 этом обеспечивается высокая точность регистрации полезных сигналов. Формула изобретенияОптоэлектронный переключатель по авт. св.О ф 499669,о т л и ч а ю щи й с я тем, что,с целью повышепя помехоустойчивости, в него введены дополнительная цепь задержки,дополщтельный инвертор, элементы И и триггер, причем выход цепи задержки через допол.5 нительную цепь задержки соединен с входомдополнительного инвертора и входом первогоэлемента И, другой вход которого подключен,к выходу инвертора, а выход - к входу триггера, при этом другой его вход соединен с вь 20 ходом второго элемента И, входы которогоподключены соответствещо к входу ннвертораи выходу дополнительного инвертора,Источники информации, принятые во внима,ние при экспертизе1. Авторское свидетельство,СССРйо 499669,кл, Н ОЗ К 17/78, 2 О.О 5,74,690628 х Составитель Л. ЗахаровТехред М,Пегко КарреРедактор Л, Гельфман Скворцова Звказ 5981/53 Тираж рственного к обретений н Ж, Раушск ПодписиСССР ЦНИИПИ Госуда по делам 13035, Москва, ткрьпни наб