Оптоэлектронный переключатель Советский патент 1986 года по МПК H03K17/78 

Изобретение о пккчы ся к цифровой опто- электронной и может быть neiio.ib- зовано в логических э-лемеитах, коммутаторах, трип ерах. кодир Ю1цих устройствах.

Целью изобретения является иовьинение быстродействия.

На фиг.1 11редстав.:1еиа схема ripe;i,;iarae- мого оптоэлектрониого переключателя.

Входной диодный оптрои содержит свето- диод 1, оптически связанный с фотодиодом 2. Управление еветодиодом 1 ocynie- ствляется ио входу 3, фотодиод 2 смещен в обратном направлении источником 4 постоянного положительного напряжения. Выходной электронный переключатель 5, соединенный с иипой 6 нулевого потенциала, управляется по входу 7 и формирует выходной сигнал на вы.ходе 8. В устройство введены преобразователь 9 напряжения в ток с су- плествепно пелипейной передаточной характеристикой, конденсатор 10 и резистор 11. Неинвертирующий вход преобразователя 9 еоединеп с вторым источпико.м 12 постояп- пого положительного напряжения.

Огггоэлектропный переключатель работает следуюплим образом.

При отсутствии сигнала управления на входе 3 светодиод 1 не возбужден, фотодиод 2 не освещен и не создает заметного фотбтока, выходной электронный пере- ключате.ть 5 выключен. Нотенциал инвертирующего входа преобразователя 9, который определяется падением напряжения во входной цепи переключателя 5 и на резисторе 11, близок к нулю и ниже потенциала неинвертирующего вхо.а,а преобразователя 9 (в таком режиме преобразователь 9 не создает заметпого выходного тока).

При подаче сигнала управления на вход 3 и возбуждении светодиода 1 освещенный фотодиод 2 создает фототок, поступающий через параллельно соединенные конденсатор 10 и резистор 11 во входную цепь переключателя о. Начинается процесс включения этого переключателя. В ходе процесса увеличивается входпой потенциал переключателя 5 (на входе), кроме того, по мере зарядки конденсатора 10 возрастает падение напряжения на резисторе 11. Как только потепциалы инвертпруюпхего и неинвертирующего входов выравниваются, преобразователь 9 создает в выходной цепи значи- телып й ток и тем самым резко прекращает отбор фототока во входную цепь переключателя 5. Преобразователь 9 выполняет функции токоотводяп1его элемента с четко определенными пороговыми свойствами.

Процесс повьппения напряжения на инвертирующем входе преобразователя 9 суммирует ряд факторов, действующих в определенной последовательности. Сначала разность потенциалов на обкладках конденсатора К) не изменяется и увеличение напряжения па инвертируюпхем входе преоб- разовате.ля 9 отражает лип1Ь процесс повыщепия напряжения на входе 7, т. е. процесс и факт вк.чючения элемента 5.

Скорость изменения напряжения на обкладках конденсатора 10 пропорциональна уровню фототока 1ф. Емкость конденсатора 10 выбирают таким образом, чтобы напряжение на инвертирующем входе преобразователя 9 достигало порогового значения, как только выходной потенциал устройства (на выходе 8) изменится до нового логического

уровня (во включенном состоянии). В качестве преобразователя 9 (фиг.1) целесообразно использовать два биполярных транзистора, соединенных по схеме Дарлингтона. Схема предлагаемого оптоэлектронно. го переключателя с таким преобразователем показана на фиг.2. Преобразователь 9 (фиг.1) выполнен на биполярных транзисторах 13 и 14 (фиг.2).

Предлагаемый оптоэлектронный переключатель (фиг.2) действует следующим обра0 30 м.

При отсутствии сигнала управления на входе 3 (фиг.2) светодиод 1 не возбужден, фотодиод 2 не освещен и не создает фототока, переключатель 5, биполярные транзисторы 13 и 14 Езыключены. При освеще- НИИ фотодиода 2 включается переключатель 5 и непрерЕзШно повыщается потенциал на базе транзистора 14. Как только этот потенциал достигает порогового значения, транзисторы 14 и 13 отпираются и в их коллекторных цепях создается значительный ток, резко прекращающий отбор фототока во входную цепь переключателя 5.

0

Формула изобретения

1. Оптоэлектрониый переключатель, содержащий входной диодный оптрон, катод фотодиода которого подключен к щине первого источпика напряжения, и выходной электронный переключатель, отличающийся тем, что, с целью быстродействия,

введены преобразователь напряжения в ток с нелинейной передаточной характеристикой, конденсатор и резистор, причем инвертирующий вход и выход преобразователя напряжения в ток, од,ин вывод конденсатора и один вывод резистора соединены с анодом

5 фотодиода, неинвертирующий вход преобразователя напряжения в ток соединен с щиной второго источника напряжения, вторые выводы конденсатора и резистора соединены с входом электронного переключателя.

2. Переключатель по п., отличающийся тем, что преобразователь напряжения в ток с нелинейной передаточной характеристикой вьщолнеи на двух биполярных транзисторах, соединенных по схеме Дарлингтона, причем база первого, эмиттер и коллектор второго

5 биполярных транзисторов являются соответственно инвертирующим и неинвертирующим входами и выходом преобразователя напряжения в ток.

(риг,2

Изобретение относится к области цифровой оитоулектроииой те.чники. Может быть использовано в логически.х элементах, комму- татора.х, триггера.х, кодирующих устройствах. Цель изобретения - повышение быстродействия достигается введением в оито- лектроииый переключатель преобразовате- , 1Я 9 напряжения в ток с сун1ественно не- .1И11с11ной передаточной характер и CTHKOI I, KOH;-i.eiicaTopa 10 и резистора 11. УстрО11ство также содержит светодиод 1, оптически связанный с фотодиодом 2, вход 3, источники постоянного напряжения 4 и 12, выходной л(.м тр01ппз1Й переключатель 5, нулевого потенциала 6, в.ход 7, выход 8. В описании изобретения нриводится схема преобразова- те.1я 9. В1зп олненпого на биполярных транзисторах. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л ьо со QO О) фиг.;