Оптоэлектронный переключатель Советский патент 1983 года по МПК H03K17/567 H03K17/78 

to

;о

4 Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах телеграфии для приема и ре гистрации оцнополярных импульсов тока. По основному авт. св. № 792590 известен оптоэлекгронный переключатель содержащий два светоциода, четыре фото Диоца, переменный резистор, делитель т ка, элемент И-НЕ, усилитель, индикатор, два транзисторных ключа, причем вход первого транзисторного ключа соединен с Ш1-ШОЙ питания через первый фотодиод, оптически подключенный к пе{ вому светодиоду, а с общей шиной через второй ({кэтодиод, оптически подклю ченный к вэчэрому светоциоду, анод которого через переменный резистор соединен с Ш1шой питания, а катод - с общей шиной, вход второго транзисторного ключа подключен к выходу делителя тока непосредственно, а к общейщине - через третий фотодиод, подключенный к второму светодиоду, вход делителя тока подключен к щине питания через четвертый фотодиод, оптическ подключе1П-1ый к первому светодиоду, выход второго транзисторного ключа подключен к первому входу элемента. И-НЕ второй вход -которого соединен с выходом первого транзисторного ключа, а выход через усилитель подключен к входу индикатора 1 . Недостатком известного оптоэлектрон ного переключателя является недостаточ но высокая достоверность контроля поло жения уровня регистрации и невысокая точность и сложность настройки на заДа шый уровень регистрации при изменении амплитуд регистрируемых сигналов в широком диапазоне по отношению к установленному уровню регистрации. Настройка известного оптоэлектронного переключателя в процессе эксплуатации сводится к регулировке переменного резистора и его фиксации в положении, соответствующем моменту включе ния индикатора (т.е. осуществляется поиск момента включения индикатора при максимальной .амплитуде регистрируемых импульсов тока). При этом контроль уровня регистрации (его положения по отношению к максимальному значению амплитуды входных импульсов тока) недостаточно достоверен потому, что в процессе регистрации импульсов тока индикатор будет продолжать включаться тогда, когда произойдет увеличение ампл туцы регистрируемых импульсов тока, а это приведет к тому, что уровень ре- гистрации изменится и станет не оптимальным (станет ниже оптимального). В таком случае индикатор не укажет на изменение уровня регистрации импульсов тока с возросшей амплитудой, что может привести к существенным искажениям длителыюсти зарегистрированных сигналов (особенно, когда уровень регист. рации станет значительно ниже половины установившегося значения амплитуды регистрируемых импульюов тока). Для исключения такой ситуации необходимо периодически проверять положение уровня регистрации путем регулировки переменного резистора и контроля при этом состоянии индикатора (необходимо периодически проверять границу включения индикатора), что усложняет контроль оптоэлектронного переключателя в процессе эксплуатации и снижает достоверность контроля. Кроме того, при настройке известного переключателя на заданный уровень регистрации в процессе эксплуатации определенную трудность представляет фиксация (прекращение регулировки) переменного резистора сразу в момент включения индикатора (в этом случае возможно перерегулирование), что приводит к снижению точности настройки оптоэлектронного переключателя. Целью изобретения является повышение достоверности контроля, упрощение настройки и повьпление ее точности в условиях эксплуатации. Поставленная цель достигается тем, что в оптоэлектронньЕй переключатель введены два фотодиода, транзисторный ключ, делитель тока, элемент И, инвертор, два элемента задержки, причем первый фотодиод оптически поаключен к первому светодиоду, катодом соединен с шиной питания, а анодом - с входом делителя тока, второй фотодиод оптически подключен к второму светодиоду, анодом соединен с обшей шиной, а катодом - с выходом делителя токаи входом транзисторного ключа, выход которого подключен к входу инвертора, выход которого через первый элемент задержки соединен с первым входом элемента И, второй вход которого через второй элемент задержки соединен с первым входом элемента И-НЕ, третий вход которого подключен к выходу элемента И. На чертеже представлена электрическая схема оптоэлектронного переключателя. Оптоэлектронный переключатель содержит светодиоц 1, анод и катод которого соединены с входом 2 устройства, фотодиоды 3, 4 и 5, которые оптически сое- Д11нены со светодиоцом 1, аКатоцами с шиной б питания, анод фотодиода 3 соединен с входом делителя 7 тока, выход которого соединен с входом транзистор-кого ключа 8, анод фотодиода 4 соединен с входом транзистортого ключа 9, анод фотодиода 5 соединен с входом делите ля 10 тока, выход которого соединен с входом транзисторного ключа 11, светрдиод 12, катод которого соединен с общей шиной 13, а анод через резистор 14 - с шиной 6 питания, фотодиоды 15, 16 и 17, которые оптически соединены с светодиодом 12., анодами с общей шиной 13, катод.фотодиода 15 сое динен с В.ХОДОМ транзисторного ключа 9, ка тод фотодиода 16 соединен с входом транзисторного ключа 8, катод фотодиода 17 со единен с входом транзисторного ключа 11 выход которого соединен с входом инвертора 18, выкоа KOTopioro через элеменг 19 задержки соединен .с первым входом элемента 20 И, второй вход которого через элемент 21 задержки соединен с пер вым входом элемента 22- И-НЕ и выходом транзисторного ключа 8. второй вход элемента 22 И-НЕ подключен к выходу транзисторного ключа 9, а третий вход - к выходу элемента 20 И, выxqд элемента 22-И- НЕ через усилитель 23 соединен с индикатором 24, а выход 25 устройства соединен с выходом транзисто{ ного ключа 9. Опто лектронный переключатель работает следующим образом. При отсутствии на входе 2 сигнала отсутствуют токи через светодиод 1, фотодиоды 3, 4 и 5, делители 7 и 1О тока, на входах, транзисторных ключей 8 9 и 11. Через светодиод 12- протекает . ток, определяемый величиной резистора 14. Оптически соединенные со светодиодом 12 фотодиоды 15, 16 и 17 нахо дятся в вентильном режиме (генериру. ют фото-ЭДС) и обеспечивают закры ое состояние транзисторных ключей 8, 9 и 11. При этом с выходов транзисторных ключей 8 и 9 на первый и второй входы элемента 22 И-НЕ поступают высокие потенциалы. С выхода ключа 11 высокий потенциал поступает на вход инвер тора 18, с выхода которого низкий поте циал поступает на первый вход элемента 20 И, на втором входе которого высокий потенциал; При наличии на входах элемента 20 И низкого-и высокого потенциалов, на его выходе вырабатыватся высокий потенциал, который постулат на третий вход элемента 22 И-iiE, .На всех трех входах элемента 22 И-НЕ оказываются высокие потенциалы. При наличии хотя бы на одном из входов элемента 22 И-НЕ высокого потенциала, на его выходе вырабатывается низкий потенциал, который через усилитель 23 выключает индикатор 24. При поступлении на вход 2 сигнала через светодиод 1 и оптически соединенные с ним фотодиоды 3, 4 и 5 протекает ток. При достижении входным током порогового значения срабатывает транзисторный ключ 9 и на его выходе устанавливается низкий потенциал, а транзисторные ключи 8 и 11 остаются выключенными, так как на их входы поступает только часть тока с выходов д итёлей 7 . и Ю тока. Пороги включения транзисторных ключей выбираются одинакошэ1ми, так же как и фототоки фотодиодов 3,4 и 5. На втором входе элемента 22 И-ЛЕ появляется низкий потенциал, а на двух других входах высокий потенциал сохраняется, поэтому на выходе элемента 22 И-44Е сохраняется низкий потенциал, и индикатор 24 остается выключенным. При достижении входным током максимального (установившегося) значения ; включается транзисторный ключ 8 и на его выходе появляется низкий потенциал, который поступает на первый вхоа элемента 22 И-ЛЕ и на второй вход элемента 20 И. Коэффициент деления оелитеЛя тока 10 выбирается большим, чем коэффициент деления делителя тока 7, поэтому при максимально допустимом эначении входного тока транзисторный ключ 11 остается закрытым и на выходе инвертора 18 сохраняется низкий потенциал. При одновременном наличии на обоих входах элемента 20 И низких потенциалов на его выходе вырабатывается низкий потенциал, который поступает на третий вход элемента 22 И-ЛЕ. При одновременном наличии на всех трех входок элемента 22 И-НЕ низких потенциалов на его выходе вырабатывается высокий потенциал, который через усилитель 23 включает индикатор 24. Включенное состояние индикатора 24 свидетельствует о том, что уровень регистрации входного сигнала соответствует заданному а ампли туда входного сигнала находится в допустимых пределах по отношению к эаоан ному уровню регистрации. Если амплитуц вхоаного сигнала превысит максимально допустимое значение (выйает за пределы поля допуска по максимуму), ток на выходе делителя 10 тока окажется aocTaitv чным для включения транзисторного клю ча 11, в результате чего с выхода инвертора 18 на первый вход элемента 20 станет поступать высокий потенциал и поэтому на выходе элемента 20 И окажется также высокий потенциал, который поступит на третий вход элемента 22 И-НЕ, При наличии на одном из входов элемента 22 И-НЕ высокого потенциала на его выходе устанавливается низкий потенциал, что. приведет к выкл1очению индикатора 24. Если коэффициент деления делителя 7 тока выбрать равным двум, а коэф(})ициент деления делителя 10 тока выбрать больше двух (например 2, 1), то при настройке оптоэлектронного переключателя в прюцессе эксплуатации отпадает необходимость в поиске первоначального момента включения индикатора 24, так как вообще включенное состояние индикатора 24 будет соответствовать с высокой точностью оптимальному уровню регистрации. Регулировка оптоэлектронного переключателя в процессе эксплуатации может проводиться как в статическом режиме (постоянный СТОП на входе) так и в д п aмичecкoм режиме в процессе при ема информации. С целью исключения кратковременных включений индикатора 24 (ложных включений), когда на вход переключателя поступают импульсы тока с амплитудой, превышающей максимально допустимую по отношению к установленному уровню регистрации, используются элементы 19 и 21. задер ки. Эти элементы обеспечива ют .задержку подачи управляющих сигнало на входы элемента 20 И на время, в течение которого входные импульсы тока с ампл.итудой, превышающей максимально допустимую, находятся в поле допуска амплитуды входных сигналов. Таким образом, регулировка предлагаемого оптоэлектронного переключателя в процессе эксплуатации сводится к изменению соп1Х)Тивления резистора 14 и его фиксации при включенном со стоянии индикатора 24. Это упрощает настройку (так как исключается поиск первоначального момента включения инци катора) и повышает ее точность (исклю чается возможность перерегулирования уровня, когда уровень регистрации может стать ниже оптимального, так как при этом выключится индикатор). К.ромо того, в предлагаемом опто- электронном пе{)еключателе в процессе эксплуатации повышается достоверность конгр(;ля его функционирования, так как инаикатор контроля сигнализирует не только об отрыве линии (отсутстВ1.и вкошюго сигнала) и об уменьшении амплигупы вхоаного сигнала, но и об увеличении амплитуды входного сигнала выше гаопустимых норм по отношению к. уста}ювленному уровню регистрации, что позволяет своевремешю .ч- матьмеры по исключению существенных искажений длительности зарегистрированных сигналов и как следствие позволяет со.хранять высокую исправляющую способность приемных устройств. Ширина диапазона, в котором может осуществляться контроль положения уровня регистрации по отношению к максимальной амплитуде сигнала, определяется соотношением между коэф(}зициентами деления делителей 7, 10 тока и может регулироваться. Чем меньше разница между коэффициентами деления делителей тока, тем с большей точностью может устанавливаться и контролироваться заданный уровень регистрации, однако, непременным условием нормального функционирования переключателя является более высокий коэффициент деления делителя 10 тока, чем коэффициент деления делителя 7 тока. Предлагаемый оптоэлектронный переключатель может найти применение в телеграфной технике и аппаратуре передачи данных, в измерительной технике, где необходим.о регистрировать однополярные импульсы тока относительно регулируемого уровня регистрации и иметь возможность контролировать относительное (по отношению к амплитуде импульсов тока) положения уровня регистрации. Применение предлагаемого оптоэлект- ронногр переключателя во входных устройствах приемников электронных телеграфных аппаратов позволяет упростить настройку и повысить ее точность при подключении аппаратов к линии связи, а также повысить -достоверность контроля приемных устройств в процессе передачи дискретной информации.

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ по авт. св. № 792590, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, упрощения настроЩси и повьшения ее точности в условиях эксплуатации, в него дополнительно введены два фотодиода, транзисторный ключ, делитель тока. элемент И, инвертор, два элемента задержки, причем первый фотоциоа опт. чески подключен к первому свегоаяопу, катодом соединен с шиной пнтанж, а анодом - с входом делителя тока, вто рой фотодиод оптически поаключен к пер вому светодиоду, анодом соеавнен с общей шиной, а катодсад - с выхоаом оел теля тока и входом транзясто|жого 1шк ча, выход которого подключен к вхоцу инвертора, выход которого черва первьШ элемент задержки соеоинан с первым входом элемента И, второй ваша которого через второй элемент запершей соеаинен с первым входом элемента , третий вход которого подключен к выходу мента И.