Фоточувствительный усилитель Советский патент 1987 года по МПК H03K5/01 

Изобретение относится к области радиотехтшки, к электронным усилите- лям и может быть использовано в фото электричестчих преобразователях, например в фотодатчиках угла поворота ротора шагового двигателя.

Цель изобретения - повышение быстродействия и разрешающей способности устройства.

На чертенке представлена электрическая пpинIJ пиaльнaя схема устройства.

Фоточувствительный усилитель содержит последовательно соединенные фотоприемник 1э усилитель-ограничитель 2;, последовательно соединенные генератор 3, формирователь 4 синхроимпульсов и буферньк элемент 5, выходом подключенный к фотоприемнику 15 а информационный вход формирователя 4 синхроимпульсов соединен с выходом усилителя-ограничителя 2, информационный выход формирователя 4 является выходом устройства.

Формирователь 4 синхроимпульсов представляет собой первый и второй D-триггеры 6 и 7, вход первого соединен с информационной ишной формирователя 4, тактовый вход которого соединен с синхронизируюи им входом первого 1)триггер а б, прямой которого соединен с входом второго D-триггера 7, синхронизирующий вход .которого соединен через -инвертор 8 с тактовой шиной формирователя 4, выход В-триггера 7 соединен с первым входом элемента И 9 и с выходной пгиной 10 фоточувствителького усилителя, второй вход элемента И 9 соединен с инверсным выходом первого 0 триггера 6, выход элемента И 9 соединен с выходной шиной формирователя 4 о

Буферный элемент 5 может быть выполнен на последовательно соединенных конденсаторе 11, диоде 12 и резисторе 13

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии па выходе усилителя-ограничителя 2 -низкий уровень напряжения, соответствуюнщй ypoBHFO Лог. О, С генератор. 3 непрерывно подаются импульсы управления определенной д.читель}юсти и скважности на синхронизирую1цие входы D- триггеров 6 и 7. В результате на пря мы: выходах D-триггеров 6 и 7 устанавливаются низкие уровни - Лог.О, на первом входе эо:емента И 9 - низкий уровень - Лог.О, а на втором его входе - высокий уровень - Лог.1 поэтому на выходе элемента И 9 - низкий уровень - Лог.О. На выходе фотоприемника 1 - высокий уровень управляющего сигнала - Лог.1, емкость его п-р перехода минимальна. Если фотоприемник 1 захватил поток света, то в нем начинает плавно нарастать ток (фотоЭДС), и как только значение фотоЭДС станет равным или

больпшм порогового значения на выходе усилителя-ограничителя 2, последний запирается и на его выходе появляется высокий У13овень напряжения - Лог.1, Поступивший на вход первого

D-триггера 6 высокий уровень напряжения - Лог.1, фронтом импульса с генератора 3 записывается в D-триг- гер 6, на его прямом выходе появляется высокий уровень - Лог.1,

D-триггер 7 остается в первоначальном состоянии, на его прямом выходе - низкий уровень - Лог.О, поэтому на выходе элемента И 9 сохраняется низкий уровень сигнала - Лог.О.

Одновременно тот же импульс с генератора 3 через инвертор 8 поступает на синхронизирующи:й вход D-триггера 7 и, как только появляется переход сигнала с инвертора В из уровня

Лог.О в Лог.1, происходит срабатывание D-триггера 7, Лог.1 с триггера 6 переписывается в D-триггер 7, на его прямом вькоде появля- ется высокий уровень - Лог. Г , но

на выходе элемента И 9 по-прежнему - низкий уровень - Лог.О. Высокий уровень сигнала с прямого выхода D-триггера 7 поступает на вьгход уст-, ройства. Так происходит формирование фронта импульса с фотоприемника 1.

При снижении светового потока на выходе усилителя-ограничителя 2 формируется задний фронт импульса, уровень Лог.П импульсом с генератора 3

записывается в триггер 6, на его инверсном выходе появляется высокий уровень - Лог.1, в результате на первом и втором входах элементов И 9 - высокие уровни - Лог.1, на его выходе такясе возникает высокий уровень с крутым фронтом - Лог.1. С появлением перехода сигнала с генератора .3 (из Лог.Г в Лог.О) на выходе инвертора 8 появляется инверс

ньй сигнал, который переключает D- триггер 7 в исходное положение (на его прямом выходе - Лог.О), тогда на выходе элемента И 9 появляется крутой перепад напряжения из уровня Лог.1 на уровень Лог.О, т.е. происходит формирование элементом И 9 и D-триггерами 6 и 7 короткого импульса положительной полярности. Напряжение Лог.1 через буферньш элемент 5 при- кладьтается к фотоприемнику 1. Накопленные в области п-р фотоприемника зардда практически мгновенно рассасываются и фотоприемник 1 приходит в исходное состояние за очень малое время, градиент концентрации дырок в базе снова возрастает. Одновременно с появлением заднего фронта импульса на выходе генератора 3 на выходе устройства появляется низкий уровень сигнала - Лог.О. При появлении следующего импульса фотопотока на входе восстановленного фотоприемника 1 процессы повторяются. При этом гра- диент концентрации дырок в начале формирования импульса в фотоприемнике все время остается постоянной ве

Редактор Л.Гратилло

Составитель В.Чижиков Техред Л.Сердюкова

Корр Подп

4245/55Тираж 901

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

8

личиной, не зависящей от скорости

модуляции фотопотока, так как сигналы восстановления фотоприемника в исходное поло:.ение всегда имеют строго постоянную форму, которая не зависит от скорости и частоты модуляции фотопотока, что и приводит к увеличению точности работы фоточувствительного усилителя.

Формула изобретения

Фоточувствительный усилитель, содержащий последовательно соединенные фотоприемник, усилитель-ограничитель, отличающийся, тем, что, с целью повьшения быстродействия и разрешающей способности устройства, в него введены последовательно соединенные генератор, формирователь син- xpoи fflyльcoв и буферньм элемент, выходом подключенный к фотоприемнику, а информационный вход формирователя cинxpoи fflyльcoв соединен с выходом усилителя-ограничителя, информационный выход формирователя синхроимпульсов является выходом устройства.

Корректор Е.Рошко Подписное

Изобретение может быть использовано в фотоэлектрических преобразователях, например в фотодатчиках угла поворота ротора шагового двигателя. Фоточувствительный усилитель (ФУ) содержит фотоприемник 1, усилитель-ограничитель 2, генератор 3, фор- мирователь 4 синхроимпульсов, буферный элемент 5, D-триггеры 6, 7, инвертор 8, элемент И 9. Изобретение позволяет повысить точность работы и увеличить помехоустойчивость ФУ. 1 ил. СО СО со ОО 00