Оптоэлектронный переключатель Советский патент 1987 года по МПК H03K17/78 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве бесконтактного переключателя в устройствах промышленно автоматики.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей переключателя за счет осуществления преобразования интенсивности излучения датчика излучения в частоту гнерированных колебаний и получение, таким образом, информации о дальности датчика излучения относительно приемника излучения, что достигаетс путем введения токового ключа и источника опорного напряжения, а такж путем выполнения усилителя в виде операционного усилителя с дополнительным входом, подключенньм к выходу источника опорного напряжения.

На чертеже приведена лринципиаль ная схема оптоэлектронного переключателя .

Устройство содержит источник 1 излучения, включенный последователь с токовым ключом 2 между шиной 3 питания и общей шиной 4, приемник 5 излучения, включенный между общей шиной и прямым входом усилителя 6, источник 7 опорного напряжения, также включенный между шиной питания и общей шиной, выход 8 которого соединен с дополнительным входом усилителя 6, выход 9 которого подключен к управляющему входу 10 токового ключа 2 и к входу 11 формирователя

i;

выход 13 которого является входной шиной устройства.

Усилитель 6 выполнен в виде операционного усилителя 14, в цепи положительной и отрицательной обратной связи которого включены соответственно конде)1сатор 15 и резистор 16, причем инвертирующий вход операционного уср лителя 14 является дополнительным входом усилителя 6. I

Р1СТОЧНИК 7 опорного напряжения выполнен в виде последовательно coe-i диненных резистора 17 и стабилитрона 18, шунтированного конденсатором 19 и переменным резистором 20, средняя точка которого является выходом источника 7 опорного напряжения.

Источник 1 излучения и приемник 5 излучения вьшолнены, например, соответственно в виде свето- и фотодиодов

Формирователь 12 выполнен в виде выпрямителя, например, на диоде.

Устройство функционирует следую- .1ДИМ образом.

При наличии напряжения питания и оптоэлектронной .обратной связи, когда световой поток от источника 1 излучения проходит к приемнику 5 излучения, устройство представляет собой автогенератор. Электрические колебания, возникшие в устройстве, вьтрямляются в формирователе 12 и поступают на выходную шину устройства .

Если такой оптоэлектронной связи нет или расстояние между источником 1 и приемником 5 излучения превышает допустимое, определяемое порогом чувствительности приемника 5 излучения, автоколебания це возникают

и напряжение на выходной шине равно нулю.

Положительная обратная связь в устройстве, обеспечивающая возникновение и поддержание автоколебаний, осуществляется с выхода 9 усилителя 6 на управляющий вход 10 токового ключа 2, который включается тогда, когда напряжение на выходе 8 источника 7 опорного напряжения превышает значение напряжения на прямом входе усилителя 6. При этом цепь источника излучения замкнута и световой поток может достигать приёмника 5 излучения,

Этот процесс формирует на выходе 9 усилителя 6 импульс напряжения одной полярности.

Когда напряжение на прямом входе усилителя 6 превьшгает значение опорного напряжения, напряжение на выходе

9 усилителя 6 меняет знак, и токовый ключ 2 закрывается, прерывая ток в цепи источника 1 излучения и, следовательно, световой поток к приемнику 5 излучения. При этом на выходе

9 усилителя 6 формируется импульс нагтряжения другой полярности.

Частота автогенерации определяется постоянной времени - инерционностью приемника 5 излучения, входным сопротизлением усилителя и порогом ограничения входного сигнала усилителя.

Длительность импульса определяется временем рассасывания заряда затемненного приемника излучения и напряжением ограничения усилителя .6.

Частота электрических колебаний пропорциональна также освещенности приемника 5 излучения, т.е. зависит от расстояния между приемником 5 и

источником 1 излучения, чем достигается получение дополнительной информации о положении объекта, связанного, например, с источником излучения.

Введением токового ключа 2 с цепью обратной связи, использованием операционного усилителя с дополнительным входом от выхода введенного источника опорного напряжения достигается осуществление автогенерации колебаний в устройстве, частотно зависимых от взаимного положения источника и приемника излучения. Формула изобретения

Оптоэлектронный переключатель, содержапхий усилитель, формирователь, источник излучения, один из выводов которого соединен с шиной источника питания, приемник излучения, включенный между общей шиной и прямым

входом усилителя, выход которого подключен к входу формирователя, о т- личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены токовьш ключ, включенный между вторым выводом источника излучения и обшей шинной, источник опорного напряжения,

включенный между шиной питания и общей шиной, выход которого подключен к дополнительному входу усилителя, выход которого соединен с управляющим входом токового ключа,

причем усилитель, включенный между шиной питания и общей шиной, выполнен в виде операционного усилителя с резистивной отрицательной обратной связью, инвертирующий вход которого

является дополнительным входом уси- .лителя, а формирователь вьшолнен в виде вьтрямителя, выход которого является выходной шиной устройства.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве бесконтактного переключателя в устройствах промышленной автоматики. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей достигается за счет преобразования интенсивности излучения в частоту генерированных колебаний и получения при этом информации о дальности датчика излучения относительно приемника излучения. Для этого в устройство дополнительно введены .токовый ключ 2 и источник 7 опорного напряжения. Усилитель 6 выполнен в виде операционного усилителя 14, в цепи положитепьной и отрицательной обратной связи которого включены соответственно конденсатор 15 и резистор 16. Источник опорного напряжения выполнен в виде последовательно соединенных резистора 17 и стабилитрона 18, шунтированного конденсатором 19 и переменным резистором 20. Источник 1 излучения и приемник 5 излучения выполнены в виде свето- и фотодиодов соответственно. На чертеже также показаны шина питания 3, общая шина 4, выходы 8, 9 и 13, входи 10, 11 и 14 формирователь 12. Введением токового ключа 2 в цепь обратной связи достигается автогенерация колебаний, частотно- зависимых от взаимного положения источника и приемника излучения. 1 ил. -ffy § ел со со ел -fSfS