Оптоэлектронный коммутатор Советский патент 1983 года по МПК H03K17/78 

Изобретение относится к импульс ной технике и может найти применен в системах дистанционного включени силовых цепей, когда необходимо обеспечить высокую помехозащищенность и гальваническую развязку приемного и передающего блоков опт электронного коммутатора при малых уровнях-входного сигнала, Известен оптоэлектронный коммутатор, содержащий приемный и передающий блоки . Приемный блок содер жит основной и компенсирующий фото диоды и нелинейный усилитель, а пе трар зисторах и двух светодиодах Недостатком данного коммутатора является необходимость применения двух еветоволоконных жгутов. Кроме того, приемная часть в режиме ожидания потребляет значительную элек троэнергию. Наиболее близким к предлагаемом является быстродействующий фототранзисторный оптрон, состоящий из двух блоков: приемного и переда ющего, связанных между робой световодом . Приемный блок состоит из фотодиода, фототранзистора, резистивной нагрузки и источника коммутирующего сигнала. Передающий блок состоит из основного и вспомогательного светодиодов, двух вентилей, переключателя и источника питания . Основной светодиод оптическ связан с фототранзистором, а вспомогательный светодиод - с фотодиодом 2. Однако известное устройство характеризуется большим (л/ Вт) энер гопотреблением передающего блока; низкими возможностями по диапазону амплитуд коммутируемых.токов; необходимостью применения двух стекло волоконных жгутов, которая сказывается при условии протяженной линии связи между -передающим и приемным блоками. Цель изобретения - расширение диапазона коммутируемых токов. Указанная цель достигается тем, что в оптоэлектронном коммутаторе, содержащем передающий блок с источником питания, выход которого соединен с входом переключателя, выход переключателя соединен с входами первого и второго вентилей светодиод, выход которого оптически связан с входом фотодиода приемного блока, в пер-адаюдий блок введены третий и четвертый вентили, выходы которьох соединены с входом усилителя мощности, а входы - через дифференцирующие RC -цепи с выходами первого и второго вентилей соответственно, выход усилителя мощности соединен со входом светодиода, в приемном блоке выход фотодиода соединен с входом дифференцирующей RC -цепи и первым входом элемента 2 И-НЕ, выход дифференцирующей (с -цепи через последовательно соединенные инвертор и первый ключ соединен с первой .обмоткой поляризованного реле, а выход элемента 2 И-НЕ через второй ключ - с второй, второй вход элемента 2 И-НЕ соединен с выходом инвертора. На чертеже представлена функциональная схема оптоэлектронного коммутатора. Коммутатор содержит передающий блок 1 и приемный блок 2, соединенные между собой стекловолоконным жгутом 3. : Передающий блок 1 состоит из источника 4 питания, переключателя 5, двух одновибраторов 6 и 7 каждый из которых включает в себя вентили 8 - И и дифференцирующие RC -цепи 12 и 13, а также усилитель 14 мощности и светодиод 15, излучающая поверхность которого пристыкована к входному охну сгекловолоконного жгута 3. Вькодное окно световолоконногО жгута 3 соединено с чувствительной площадкой фотодиода 16 приемного блока 2. К выходу фотодиода 16 подсоединены дифференцирующая -цепь 17, элемент 2 И-НЕ 18, инвертор 19, ключи 20 и 21 и поляризованное реле 22. Коммутатор работает следующим образом. В исходном состоянии первые контакты переключателя 5 передающего блока 1 замкнуты, а вторые контакты разомкнуты . При переводе рычага переключателя в положение Включено, вторые контакты замыкаются, а первые - размыкаются. В результате этЬй операции на в-ходе одновибратора 6 вырабатывается запускающий импульс, а на выходе одновибратора 6 формируется длинный импульс, который затем поступает во входную цепь усилителя 14 мощности, и ев етодиод 15 посылает световой поток по жгуту 3 на фотодиод 16 приемного блока 2 коммутатора. Световой сигнал фотодиодом .преобразуется в электрический, который через дифференцирующую КС-цепь 17 поступает на инвертор 19 и одновременно на элемент 2И-НЕ 18. На выходе инвертора 19 формируется импульс, который затем поступает во входную цепь ключа 20 Реле 22 устанавливается в исходное состояние. По окончании входного импульса на приемнике формируется отрицательный импульс, который поступает во входную цепь ключа 21. Реле срабатывает и его контакты коммутируют исдолнительную цепь. При переводе рычага переключателя в положение OTKjno4eHo, вырабатывается управляющий импульс на входе одновибратора 7, на выходе которого формируемся короткий

импульс, поступающий на усилитель 14 мощности. Светодиод 15 высвечивает короткий импульс по световоду, на фотодиод 16 приемного блока 2. Сигнал с фотодиода через дифференцирующую RC -цепь 17 поступает на инвертор 19 и дгшее на входную цепь ключа 20. Реле срабатывает, производя раэмыксшие исполнитель- . ной цепи. Так как постоянная времени дифференцирующей RC-цепи 17 . больше длительности короткого импульса, то во входную цепь ключа 20 поступгиот как короткий, так и длинный управляюище импульсы, а на кточ 21 поступают только длинные управляющие импульсы.

Длительность импульса, вырабатываемо1 о одновибраторами 6 и 7

определяется постоянной времени tit -цепей 12 и 13.

Таким образом, потребляемая от источника питания средняя мощность приемного блока в режиме ожидания составляет менее 10 Вт. В период коммутации расходуемая знергия от Источника питания составляет ХБ-Ю Дж эа один цикл работы.

Малым энергопотреблением отмечается и передающий блок ,. В режиме ожидания. oiT потребляет менее 10 Вт., Энергия (3 i-rO Дж)расходуется лишь при подаче на светодиод однократных импульсов длительностью 40-10 я 2010 3с в момент включения и выключения переключателя, т.е., за один цикл работы KONowiyTaTopa.

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТАТОР, содержащий передающий блок с источникрм питания,выход которого соеди- .Г нен с входом переключателя, выход переключателя соединен с/выходами первого и второго вентилей, светодиод, выход которого оптически связан с входом фотодиода приемного блока, отличающийся тем, что. с целью расширения диапазона коммутируемых Токов, в переданяций блок введены третий и четвертый вентили, выходы которых соединены с входом .усилителя мощности, а входы - через дифференцируннцие RC -цепи с выходами первого и второго вентилей соответственно, выход усилителя мощности соединен с входом светодиода, в приемном блоке выход фотодиода соединен с входом дифференцирующей КС-цепи и первым входом элемента 2И-НЕ, выход дифференцирующей RC-цепи через последовательно соединенные инвертор и первый ключ соединен с первой обмоткой поляризованного реле; а выход элемента 2И-НЕ через второй ключ - с второй , второй вход элемента 2И-НЕ соединен (Л с выходом инвертора. 05 i 4 а: 4;: