Фотоприемное устройство Советский патент 1992 года по МПК G01J1/44 

«1248-1

Изобретение относится к устройст- вам для регистрации потоков излучения| и может быть использовано а аппаратуре пшрокого назначения для прецизионного измерения разности двух 5 световых потоков.

Цель изобретения - повьгаение точности регистрации разностного сигнала двух световых потоков.

Сущность изобретения поясняется 10 чертежом, где представлена электрическая схема фотоприемного устройства.

Устройство содержит фотодиоды t, 2, операционный усилитель 3, электронный ключ 4, первый 5 и второй 6 15 резисторы, генератор тактовых импульсов (ГТИ) ,7, регистрирующий узел 8, первый 9, второй 10 и третий 11 конденсаторы, второй 12 и третий 13 электронные ключи. Анод первого фотодиода 20 подключен к неинвертиругощему входу операционного усилителя 3 и через электронный ключ 4.к корпусной пине, инвертирующий вход операционного усилителя 3 через первый резистор 5 сое- 25 динен с корпусной шиной, а через второй резистор 6 - с выходом операционного усилителя З, управляющий вход электронного ключа 4 подключен к выходу ГГИ 7. Фотодиоды 1 и 2 включены зо встречно последовательно друг с другом, акод второго фотодиода 2 соединен с корпусной шиной, катоды фотодиодов через второй электронный ключ

12 соединены с корпусной шиной, па35

аллельно каждому фотодиоду включено о конденсатору 9 и 10, а регистрирущий узел 8 через третий конденсатор, 11 подключен к выходу операционного усилителя 3 и через третий электрон- ный ключ 13 - к корпусной шине, уп.- равляющие входы второго и третьего электронных ключей 12 и 13 подключены к выходу генератора тактовых импульсов

Устройство работает следующим образом.

С появлением импульса на выходе ГТИ 7 ОТКРЫЕ1ЯЮТСЯ ключи 4, 12, 13. Собственные емкости фотодиодов 1,2 и конденсаторы 9, 10 разряжаются до 0. КонденссЧтор П перезаряжается .qio напряжения смещения на выходе операционного усилителя 3. После окончания выходиг.ти импульса с ГТИ 7 ключи 55

о

5

5

13а

4, 12 13 запираются. Фототоки фотодиодов 1,2 начинают заряжать собственные емкости фотодиодов и концен- саторы 9, 10. Если текущее значение напряжений на фотодиодах много меньше температурного потенциала (26 MB), то тогда их динамические сопротивления достаточно велики (порядка 100-10 МОм) и фотодиоды. представляют собой высокоточные интеграторы. Так как фотодиоды 1, 2 включены встречно, то на входе усилителя 3 возникает сигнал, пропорцио- нальнь й разности световых потоков, поступающих на фотодиоды 1,2. Сигнал, усиленный усилителем 3, через конденсатор 11 поступает на вход регистрирующего узла 8. Если входное сопротивление узла 8 велико, то за временной Интервал паузы между импульсами ГТИ 7 напряжение на конденсаторе 11 сохранится равным выходному напряжению смещения усилителя 3, а поэтому на входе регистрирующего узла 8 будет присутствовать только сигнал, пропорциональньт разности двух СЦР.ТОВЫХ потоков, т. е.. дрейф усили- теля 3 практически сказываться не будет. Ковденсаторы 9, 10 задают крутизну нарастания напряжений на фотодиодах и выравнивают их чувствительности Регистрирующий узел 8 может быть выполнен в виде компаратора, второй вход которого подключен к корпусной П1ине. При этом определяется, какой из световых потоков больше. Регист- рирующий узел 8 может быть выполнен также в виде схемы запоминания уровня, выходное напряжение которой затем измеряется. При этом запускающий вход .схемы запоминания подклю- к выходу ГТИ 7, а управляющие входы ключей 4, 12, 13 подключаются к ГТИ 7 через элемент задержки. Схема запоминания уровня нужна для того, чтобы устранить динамические погрешности, обусловленные перезарядом емкостей фотодиодов 1, 2 и конденсаторов 9, 10,

Изобретение позволяет существенно повысить точность регистрации разностного сигнала двух СБетовых потоков. Это техническое решение может быть использовано в аппаратуре широкого назначения, например, Ш7Я определения положения светового пятна. ,

т

ф

Редактор В.Коляда

Составитель А,Чурбаков

Техред О.Гортвай Корректор О.Луговая

Заказ 2818 ДСП Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4