Прибор для измерения экспозиции Советский патент 1986 года по МПК G03B7/81 

Изобретение относится к кино- фототехнике, а именно к приборам для измерения экспозиции, и может быть использовано для построения экспонометрических систем в высоко классных фотоаппаратах.

Цель изобретения повышение точности и расширение динамического диапазона.

На чертеже показана схема уст ройства.

Устройство содержит резистор 1 ввода, индикатор 2 и фотодиод 3, один вывод которого соединен с не- инвертирующим входом дифференциапь кого усилителя 4 и с коллектором первого транзистора 5, база которого соединена с выходом и с инвертирующим входом дифференциального усилителя 4j а также с базой второ го транзистора 6, эмиттер которого через резистор 7 соединен с общей щиной источника 8 питания, два дополнительных дифференциальных усилителя 9 и 10, два дополнительных транзистора 11 и 12, пять резисторов 13-17 и резистивный делитель 18, Неинвертирующий вход первого дополнительного дифференциального усилителя 9 соединен с выходом основного дифференциального усилителя 4, выход соединен через первый резистор 17 с эмиттером второго транзистора 6, коллектор которого соединен с инвертирующим входом первого дополнительного дифференциального усилителя 9 и через второй резистор 16 соединен с вьг- ходом второго дополнительного дифференциального усилителя 10, с одним входом резистивного делителя 8 и с одним выводом резистора 1 ввода, другой вывод которого соединен с эмиттером первого транзистора 5 и с одним выводом третьего резистора 15, другой вывод к оторого соединен с общей шиной источника 8 питания, с эмиттером первого дополнительного транзистора 11 и с другим входом резистивного делителя 18, выход которого соединен с эмиттером второго дополнительного транзистора 12, база которого соединена с базой и коллектором первого дополнительного транзистора 1 и с одним выводом пятого резистора 14, другой вьшод которого соединен с другим выводом четвертого

резистора 13 и с шкной источника 8 питания, индикатор 2 включен между общей шиной источника 8 питания и выходом первого дополнитель-

ного дифференциального усилителя 9, а другой вывод фотодиода 3 .соединен с инвертирующим входом основного дифференциального усилителя 4,

Устройство работает следз ющим

образом.

Ток 1 фотодиода 3 за исключением пренебрежимо малого входного тока дифференциального усилителя А течет в коллектор транзистора 5, При этом

1 Ф .S,(1)

где Ф - световой поток;

S - интегральная чувствительность В коллектор же транзистора 6 течет ток

(2)

Uio - Ul4

17Г-

где и и к, - выходные напряжения соответственно дифференциальных усилителей Аи О,

Известно5 что разность падений напряжения на эмиттерных переходах двух транзисторов равна

uU

vJT

q

-4

I.

(3)

постоянная БольЦмана; Т - температура. К, q - элементарный заряд, причем kT/q Ч -г температурный потенциал; IJ и Ig - коллекторные токи двух транзисторов,

В данной схеме потенциал эмитте- ра транзистора 5 при условии, что ток через резистор 1 ввода значительно превьшает ток фотодиода 3 (это нетрудно выполни.ть, так как в фотоаппарате ер 0 К равен

и

Го

R,- ,5

R,3

(4)

В результате для транзисторов 5 50 и 6 можно записать

п -Lip

7 15 i7

и,

(5)

где и.

падения напряжения

на соответствующих резисторах 15 и 7, равные потенциалам эмиттеров транзисторов соответственно 5 и 6; Ig - коллекторный ток.транзистора 6,

Для траязисторов 11 и 12 можно записать

k,,(,.en Ь

(6)

где k - коэффициент деления резне- тивного делителя 18;

I ,, и - коллекторные токи транзисторов II и 12 соответственно. Выражение (6) выполняется строго при условии, что ток значи тельно меньше тока через резистив- ный делитель 18, что несложно обеспечить за счет выбора 1, « 10-30 мк При этом можно заметить, что

т - JL . т - -iL . f7)

i )

где и - падение напряжения на резисторах 13 и 1А, так как напряжение смещення между входами дифференциального усилителя 10 по сравнению с ним пренебрежимо мало.

Подставив равенства (7) в равенство (6), получают

R,

i...,,.en

(8)

т„е. это напряжение не зависит от напряжения питания.

Выбирая коллекторный ток транзистора 6 значительно меньше тока через резистор 17, получают, что

( } (9)

Ueb,x и,

Таким образом

вы, (

R|7 -S

RT

R,

)-Чт(

Ri

If en

R,

R , +R

k к

15

(0)

). Ri3 6 - Если в качестве индикатора 2 ис пользовать гальванометр с медной катушкой, обладающей температурным коэффициентом сопротивления близким к cf , то зависимость показаний гальванометра от температуры практически исключается. За счет подбора сопротивления резистора 17 получают требуемый наклон выходной логарифмической характеристики экс понометрического прибора, Выбирая сопротивления резистора 1 значитеп

1012I

но больше, чем сопротивление резистора 15, что легко сделать, так как падение напряжения на резисторе 15 лежит в пределах 100-200 мВ, а на

5 резисторе I более 1 В, обеспечивают возможность ввода нескольких экспозиционных параметров одновременно путем вьшолнения резистора ввода в виде ряда одинаковых резистоtfi ров, подключаемых параллельно с помощью соответствуюш тх переключателей ввода экспозиционных параметров.

В предлагаемом устройстве обес-

15 печивается частичная термокомпенсация интегральной чувствительности фотодиода, так как ток 1 с изменением температуры также изменяется за счет изменения разности напряже-

20 НИИ Ujg-U, компенсируя изменения S от температуры.

Изобретение позволяет повысить точность измерения экспозиции до +0,1 ступени в диапазоне освещен-

25 ностей от 10 до 10 лк за счет исключения дестабилизирующего влияния темнового тока фотодиода З и дрейфа потенциалов эмиттеров двух транзисторов 5 и 6 и за счет повьг30 шения температурной стабильности, так как в предлагаемом устройстве ввод экспозиционных параметров осуществляется путем регулирования потенциала эмиттера одного транзисто-

,, ра (а не двух) без применения повторителей напряжения, вносящих ошибку. Кроме того, регулирующий -потенциал и разность напряжений на эмит- терных переходах двух транзисто-

д ров 5 и 6, пропорциональная логарифг- му светового потока, имеют идентичную температурную зависимость (f , Влияние термоз ависимого темнового тока фотодиода 3 снижено до миниму-

,с ма за счет включения следящей обратной связи через дифференциальный усилитель , обеспечивающий во всех случаях фотодиоду режим короткого замыкания .

Редактор Н. Бобкова

Составитель В, Верютин

Техред 3.Палий Корректор А. Обручар

Заказ 516/54 Тираж 437 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, 1осква, , Раушская наб., д. 4/5

Филиал ГОШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,