Оптоэлектронный датчик объектов Советский патент 1986 года по МПК H03K17/78 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для бесконтактной регистрации объектов, считывания информации с перфолент, перфокарт, кодирующих дис ков, а также для замены механических переключателей. Цель изобретения - повышение чув ствительности и точности регистрации объектов в ОТК1Л1ТОМ оптическом канале путем четкой фиксации и повы шения помехоустойчивости порога сра батывания датчика. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройст ва. Оптоэлектронный Датчик объектов содержит генератор 1 импульсов, ключ на биполярном транзисторе 2, эмиттер которого соединен с обв1ей , шиной 3, источник 4 постоянного напряжения, питающий биполярный транзистор 2. В коллекторную цепь биполярного транзистора 2 последователь но с первым резистором 5 введен све тодиод 6. Устройство--содер: шт фотодиод 7, включенный в обратном напраэлении между источником 4 постоян ного напряжения и вторым резистором и связанный со светодиодом 6 по открытому .оптическому каналу, усили: тель 9 фотосигналов, выходной триггер 10, формирующий выходные сигналы в узле 11« Датчик регистрирует объект 12, попадающий в открытьй оп тический канал между светодиодом 6 и фотодиодом 7. В устройство введены инвертор 13, пороговый усилитель напряжения в качестве усилителя 9 фотосигналов, D-триггер в качестве выходного триггера 10, выход генера .тора 1 импульсов соединен с входом инвертора-13 ис входом синхронизации D-триггера 10, выход инвертора соединен с базовой цепью биполярног транзистора 2, выход порогового уси лителя 9 напряжения соединен с D-BX дом D-триггера 10. Пороговый усилитель 9 напряжения построен на основ компаратора, порог усилителя по нап ряжению задается источником 14 напряжения смещения, соединенным с инвертирующим входом компаратора. Устройство работает следующи1м об разом. Генератор 1 периодически формиру ет прямоугольные импул ьсы напряжения, поступающие на вход инвертора и вход синхронизации р-триггера 10, 7 Инвертор 13 периодически отпирает и запирает биполярный транзистор 2, что обеспечивает импульсное возбуждение светодиода 6. Если объект 12 перекрывает оптический канал между светодиодом 6 и фотодиодом 7, то неосвещенный фотодиод 7 не создает заметного фототока и фотосигнал на входе усилителя 9 близок к нулю, В этом режиме сигнал на D-вход триггера 10 не поступает, триггер 10 фиксирован в состоянии о и не создает выходного сигнала. Если объект 12 не перекрывает оптический канал между светодиодом 6 и фотодиодом 7, то последний, реагич руя на импульсы света, излучаемые светодиодом 6, создает на входе усилителя 9 импульсные сигналы значительной амплитуды. Эти сигналы, проходя через усилитель 9, воздействуют на D-вход триггера 10 и переводят триггер 10 в состояние 1, обеспечивая формирование в узле 11 выходного сигнала, Порог срабатывания датчика четко определяется и фиксируется пороговым напряжением усилителя 9, которое в данном случае определяется уровнем напряжения, поданного на инвертирующий вход усилителя 9 от источника 14, Если объект 12 перекрывает значительную часть оптического канала между светодиодом 6 и фотодиодом 7, то фотосигнал на входе усилителя 9 невелик и не достигает порогового напряжения усилителя 9, В этом состоянии триггер 10 не создает выходного сигнала. Как только часть оптического канала, перекрытая объектом 12, становится относительно небольшой и фотосигнал на входе усилителя 9 превосходит пороговое напряжение, усилитель 9 начинает формировать выходные сигналы значительной амплитуды, которые, воздействуя на D-вход триггера 10, переводят этот триггер в состояние 1, обеспечивая в узле 11 выходной сигнал датчика, Из-за инерционности светодиода 6 и фотодиода 7 формирование фотосигналов на входе усилителя 9 происхо- дит с определенной временной задержкой. Необходимое для надежной работы датчика временное перекрытие сигналов, формируемых усилителем 9, и сигналов, поступающих на вход синхронизации триггера 10 от генератора I, достигается введением инвертора 13.

Порог срабатывания устройства не зависит от гистерезиса передаточной характеристики триггера 10. Устройство не реагирует на ложные сигналы - помехи, если они поступают на D-вход триггера 10 несинхронно с импульсами генератора 1.

Таким образом, в предлагаемом оптрэлектронном датчике объектов обеспечивается четкая фиксация и повышенная помехоустойчивость порога срабатывания, что, в свою очередь, повышает чувствительность и точность регистрации объектов в открытом оптическом канале между светодиодом b и фотодиодом 7.

Формула изобретения

Оптоэлектронный датчик объектов, -содержащий генератор импульсов, транзисторный ключ с общим эмитте676074

ром, в коллекторную цепь которого последовательно с первым резистором введен светодиод, фотодиод, связанный со светодиодом по открытому опс тическому каналу и включенный в обратном направлении между источником постоянного напряжения и входом усилителя фотосигналов, соединенным через второй резистор с общей шиной,

10 выходной триггер, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности регистрации объектов в открытом оптическом канале, введены инвертор, уси15 литель фотосигналов выполнен в виде порогового усилителя напряжения, выходной триггер выполнен в виде Dтриггера, выход генератора импульсов соединен с входом инвертора и с вхо2Q дом синхронизации D-триггера, выход инвертора соединен с базовой цепью транзисторного ключа, выход порогового усилителя напряжения соединен с D-входом D-триггера.

Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано для бесконтактной регистрации объектов, считывания информации с перфолент, перфокарт, кодирующих дисков, а также для замены механических переключателей. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности регистрации объектов в открытом оптическом канале, В устройство, сог держащее генератор импульсов 1, ключ. на биполярном транзисторе 2, общую шину 3, источник постоянного напряжения 4, резистор 5, светодиод 6, резистор 8, усилитель фотосигналов 9, {ВЫХОДНОЙ триггер 10, узел II, объект 12, для достижения цели дополнительно введены инвертор 13, а пороговый усилитель напряжения выполнен в качестве усилителя фотосигналов 9, Dтриггер - в качестве выходного триггера 10. Пороговый усилитель напряжения 9 построен на основе компаратора, порог усилителя по напряжению задается источником 14 Напряжения смещения. В устройстве обеспечиваетi ся четкая фиксация и повышенная помехоустойчивость порога срабатываW ния, что, в свою очередь, повышает чувствительность и точность регистрации объектов в открытом оптическом ;канале между светодиодом 6 и фотодиодом .7. . 1 Ш1. N9 Од О)