Генератор световых импульсов Советский патент 1986 года по МПК G01B5/14 H03K3/26 H03K3/42 

Аналоговый вход Put.f

1зобретеиие относится к оптоэлектроин|,1М устройствам для генерации световых импульсов и может быть испо.п1..зовано в оптической или оптоэлектронной аппаратуре различн 1г о нляия-чеиия в качестве источников эталонных воздействий, для исшлтлншг фотодетекторных устройств, а также в приборах для научных исследопапий.

Цель изобретения - noiJbraieEiHe выходной мощности за счет умекьгае}1ия погрешпости выходного сигнала в режиме генерирования коротких импульсов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема генератора световых и 1пульсов; На фиг. 2 - электрическая схема датчика двоичных кодов; на фиг. 3 - электрическая схема тактового генератора; на фиг. 4 - электрическая схема устройства синхронизации; на фиг. 5 - электрическая схема детектора , на фиг. 6 блок элементов совпадения.

Генератор световых импульсов содержит тактовый генератор 1, датчик 2 двоичных кодов, блок 3 э.пементов совпадения, светодиоды i-1 , , . . , 4-п , весовые резисторы 5-1 , . . . ,5--п, дополнительные резисторы 6-1,...,, блок 7 сут мирования световрлх потокон устройство 8 синхрониза1ип-, сумматор 9, детектор 10 ошибки.

Выходы блока 3 элементов совпадения подключены к анодам соответствующих светодиодов Д и первымвьпюдам песовых резисторов 5.первые выводы дополнительных резисторов 6 подключены к анодам светодиодов 4, а вторые объединены между с.обо1 и подключены к общей пшне источника питания и объединенным между собой катодам светодиодов 4, выход тактового генератора -1 подключен к датчику 2 двоичных кодов, вход устройства 8 с.инхронизации подключен к выходу тактоного генаратора 1 , а первьлй выход - к объединенныммежду собой BTopi)M входам блока 3 элементов совпадения, у сумматора 9 первые входы поразрядно подключены к выходам датчика 2 ;ишичнык кодов, а выходы - к первым входам блока 3 элементов совпадеьп я, разрешающий вход детектора 10 ошибки подключен к старшему разряду датчика 2 двоичных кодов, аналог-ов1,Й иход к аноду светодиода 4 с максимально-; мощностью излучен1 я, вход синхрониЮ

5ации - к второму выходу устройства 8 синхронизации, г его выходы - к вторым входам с 7 матора 9, при этом HTopi-ie пывопь весовых резисторов 5

объединены между собой и подключены к положительной тине источника питания .

Датчик 2 двоичных кодов служит для задания мощности импульса излучения. На фиг. 2 приводится электрическая схема датчика двоичных кодов на базе микросхем К 155ИР1 и . К 135ЛП5.

Светодиоды 4 с весовыми резисторами 5 для преобразования электрических импульсов в световые. При ттом токи через светодиоды выставляются такими, чтобь: обеспечить силы с;вета светодиодов из соотнопшния

1 : 2 : А : 8 и т . д.

Блок 7 суммирования световых потоков служит для суммирования потоков изолуче 1ия светодиодов 4. Он состоит из матового стекла (рассеивателтт света) и линды (фокусирующее устройство),

Тактовый 1-еперстор 1 , устройство 8 синхронизации и блок 3 элементов совпадения предназначе11ы для включеиия импульсов ТОКЕ через светодиоды 4 с максимальной NioiuHocTbm излучения, с задержкой относительно момента переключения датчике 2 двоичных кодов, а также для задания моментов включения детектора 10 ошибки. В простейшем исполнении устройство 8 синхронизации состоит И: последовательно включенных одновибраторов на базе микросхем К 55 АГЗ (фиг. 4).

Детектор 0 оитбки предназначен для обнаружения п«регрева светодиода старшего разряда и оценки величины температурной погремпости. При подаче высокого уровня (единицы) на разрешающий вход дете.ктора ошибки по сигналу, подаваемому на его вход синхронизации, де:ектор вырабатьшает положительный или отрицательный код, пропорциональный отклонению напряжения на светодиоде старщего разряда от исходного значения.

На фиг. 5 преде.тавлена электрическая схема детектора ошибки на базе микросхем К 1107ПВ1 и К 155 АИ. В схеме детектора 10 ошибки предусмотрена возможность установки постоянного программируемого запоминающего устройства KF 565 РТ4. Дополнительные резисторы 6 пред назначены для уменьшения постоянной времени установления тока через све тодиоды 4 и регулирования этого ток Генератор работает следующим образом. При исходной температуре Т свето диодов 4 напряжению, подаваемому на аналоговый вход детектора 10 ошибки соответствует нулевой код на его выходе. При этом на разрешающем входе детектора ошибки присутствует логический О и на всех выходах его при сутствует также логический О. Код, генерируемый датчиком 2 двоичных кодов при поступлении каждого импульса тактового генератора 1, транслируется с первых входов сумматора 9 на его выходы без изменений. Одновременно с первого выхода устрой ства 8 синхронизации и myльc положительной полярности длительностью t устанавливает высокие уровни на вторых входах блока 3 элементов совпаде ния. В соответствии с заданной кодовой комбинацией а ( или 1; 2,...,п) соответствующие светодиоды 4 формируют импульсы излучения с весами q, которые заданы соответствую щими весовыми резисторами 5, дополнительными резисторами 6 и напряжением источника и„ (включаются светодиоды в тех разрядах, для которых а; 1). При сложении световых потоков в блоке 7 суммирования световых потоков на его выходе появляется импульс длительностью t, мощность которого равна Pg,,, . Цепочка устройства 8 синхронизации, детектор 10 ощибки обеспечивает введение поправки в подаваемую комбинацию в соответствии с температурой светодиода с максимальной мощностью излучения, так как нестабильность, вносимая светодиодом, максимальна. Это реализуется следующим образом. При появлении высокого уров ня в старших разрядах датчика 2 двоичных кодов на разрешающем входе детектора 10 ощибки появляется высокий уровень. С задержкой, вносимой с вто рого выхода устройства 8 синхронизации, детектор 10 ошибки кодирует величину мадрн:я ппгг)яжеиия ).-t oтодиоде с максимлльной М(1цмост1,о иялучения, которое одн(13)1ачно снячпно с температурой и вырабатывает кпд коррекции, гсропорпиональный изменению мощности излучения. Код подается на вторые входы сумматора 9, а скорректированное значение кода на входы блока 3 элементов совпадения. Формула изобретения Генератор световых импульсов, содержащий датчик двоичных кодов, светодиоды, весовые резисторы, блок суммирования световых потоков, отличающийся тем, что, с целью повышения выходной мощности, в него введены блок элементов совпадения, дополнительные резисторы, тактовый генератор, сумматор, детектор ощибки и устройство синхронизации, причем выходы блока элементов совпадения подключены к анодам соотвауствующих светодиодов и первым выводам весовых резисторов, а дополнительные . резисторы первыми выводами подключены к анодам светодиодов, а вторыми выводами объединены- между собой и подключены к общей шине источника питания и объединенным между собой катодом светодиодов, выход тактового генератора подключен к датчику двоичных кодов и к устройству синхронизации, первый выход которого подключен к объединенным между собой вторым входам блока элементов совпадения, причем у сумматора первые входы поразрядно подключены к выходам датчика двоичных кодов, а выходы к первым входамблока элементов совпадения, детектор ощибки разрещающим входом подключен к старшему разряду датчика двоичных кодов, аналоговым входом - к аноду светодиода с максимальной мощностью светоизлучения, входом синхронизации - к второму вы- i ходу устройства синхронизации, а выходами - к вторым входам сумматора, при этом вторые .выводы весовых резисторов объединены между собой и подключены к положительной шине источника питания, причем число разрядов датчика двоичных кодов на единицу меньше числа разрядов сумматора.

От тпктобого

Изобретение относится к оптодлектронным устройствам для генера оЛ lUiH световых импульсов и может быть использовано в качестве источников эталонных воздействий для испытаний фотодетекторных устройств. Цель изобретения - повышение выходной мощности - достигается за счет введения блока 3 элементов совпадения, дополнительных резисторов 6-1,...6-п, тактового генератора I, сумматора 9, детектора 10 ошибки и устройства 8 синхронизации. Кроме того, устройство содержит датчик 2 двоичных кодов, светодиоды 4-1,...,4-п, весовые резисторы 5-1,...,5-п, блок 7 суммирования световых потоков. Устройст.во обеспечивает повьшение точности (Л более чем в 2-5 раз путем уменьшения погрешности выходного сигнала до 1%. 6 ил. ш ND r-w/i 1C czjfi CD I

Фиг. 2 .

5В

датчику

К

двоиЩ1Х кодод

Фиг.5

i

К тактовому генератору

f

С1 %

15

/5

т

f/2 АГ5

RJ

+ 5Я

06

С2

V2

01

Ч

С2

Q Второй быход

Q2

J)2

/2 АГ5

Пердый Kbiwd О

Фиг.

II

55

i

5

На пербый дыход устройстда синхронизации

Фие.6