Оптоэлектронный гираторный трансформатор Советский патент 1989 года по МПК H03H11/50 

тоэлектронный гираторный трансформатор содержит светоизлучатель 1, г-р 2 постоянного тока, оптоэлектрон- ный гиратор 3, содержащий шесть фототранзисторов 5-10 и шесть светомо- дулиругащих элементов (СМЭ) 11-16, а также гиратор 17, содержащий шесть фототранзисторов 18-23 и шесть СМЭ . Предлагаемый трансформатор может работать как понижающим, так

и повытаюощМс В качестве оптического поглощающего фильтра м,б„ использован дополнительный потенциально управляемый СМЭ„ При этом простым варьированием на нем напряжения смещения достигается установка требуемого коэф, пропускания oL и, следовательно, упрощается процесс регулировки коэф. трансформации трансформатора. 1 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах согласования импедансов с гальванической развязкой. Цель изобретения - упрощение регулировки коэффициента трансформации при сохранении стабильности последнего. Оптоэлектронный гираторный трансформатор содержит светоизлучатель 1, г-р 2 постоянного тока, оптоэлектронный гиратор 3, содержащий шесть фототранзисторов 5-10 и шесть светомодулирующих элементов (СМЭ) 11-16, а также и гиратор 17, содержащий шесть фототранзисторов 18-23 и шесть СМЭ 24-29. Предлагаемый трансформатор может работать как понижающим, так и повышающим. В качестве оптического поглощающего фильтра может быть использован дополнительный потенциально управляемый СМЭ. При этом простым варьированием на нем напряжения смещения достигается установка требуемого коэф. пропускания α и, следовательно, упрощается процесс регулировки коэф. трансформации трансформатора. 1 ил.

Изобретение относится к радиолектронике и может быть использовао в устройствах согласования импе- дансов с гальванической развязкой.

Цель изобретения - упрощение регуировки коэффициента трансформации ри сохранении стабильности последнего

На чертеже показана принципиальная электрическая схема оптоэлектронного гираторного трансформатора.

Оптоэлектронный гираторньй трансформатор содержит светоизлучатель 1, генератор 2 постоянного тока, первый Оптоэлектронный гиратор 3, содержащий поглощающий оптический фильтр 4, первый - щестой фототранзисторы 5-10 и первый - щестой светомодулирующие элементы П-16 и второй Оптоэлектронный гиратор 17, содержащий первый-щестой фототранзисторы 18-23 и первый-щестой

светомодулирующие элементы 24-29, 1

Оптоэлектронный гираторный трансформатор работает следующим образом.

В исходном состоянии потенциально управляемые светомодулирующие элементы, обладающие высоким дифференциальным сопротивлением ( 5-10 Ом), находятся в режиме смещения, так что на фототранзисторы с внутренним дифференциальным сопротивлением З-Ю Ом падает постоянный световой поток. Приложим к входнь(м клеммам первого оптоэлектронного гиратора входное напряжение причем отрицательньш потенциал, приложен к первой входной клемме, а положительньй - к второй входной клемме. С учетом полярности второго и первого источников питания это приводит к тому, что управляющее напряжение на третьем 13 и четвертом 14 светомодулирующих элементах возрастает на величину ив,(/2, а на шес0

5

0

5

0

том 16 и пятом 15 светомодулирующих элементах уменьшается также на величину , Поскольку используемые в оптоэлектронном гираторном трансформаторе светомодулирующие элементы обладают однотипной модуляционной характеристикой, к примеру, нарастающей, „что о значает увеличение коэффициента пропускания с ростом управляющего напряжения, то на -че твертом фототранзисторе 8, оптически связанном через поглощающий оптический фильтр 4 с третьим 13 и четвертым 14 светомо- дулирующими элементами, световой поток увеличивается, и, .следовательно, возрастает его фототок, а на третьем фототранзисторе 7, оптически связанном через поглощающий оптический фильтр 4 с шестым 16 и пятым 15 светомодулирующими элементами, световой поток уменьшается и, следов тель- но, снижается его фототок. Переменные составляющие токов третьего 7 и четвертого 8 фототранзисторов суммируются и формируют управляемый напряжением источник выходного тока

5

0

5

2oiS и.

(1)

-ВЫХ - 61.

где: о, - коэффициент пропускания оптического поглощающего фильтра 4;

S - крутизна управления током фо- тотранзисторов по светомоду- лирующему элементу,

При этом в первом оптоэлектрон- ном гираторе 3 на втором светомрду- лирующем элементе 12, включенном параллельно третьему фототранэисто- ру 7, возрастает управляющее напряжение, а на первом светомодулирующем элементе 1I, включенном параллельно четвертому фототранзистору В, уменьшается. Следовательно, у второго 6

и пятот О 9 фототраилисторов, оптически связанных через поглощающий оптический фильтр А с вторым светомодули- рующим элементом 12, увеличивается Фототок, а у первого 5 и шестого .10 фототранзисторов, оптически связанных через поглощающий оптический фильтр , 4 с первым светомодулиругащим элементом 11, фототок уменьшается. Перемен- д ные составляющие токов второго 6 и шестого 10 фототранзисторов и первого 5 и пятого 9 фототранзисторов попарно суммируются и составляют управ- ляемьй напряжением источник входного J5 тока с токоотводом на второй входной клемме

Ig 2 об S ивь(Х .

(2)

где и

BblX

- выходное напряжение источника выходного тока (О, отсчитываемое относительно общей шины,

Совместное встречно-параллельное включение управляемых в соответствии с (1) и (2) источников тока образует уравновешенный со стороны входных клемм первый из оптоэлектронных ги- раторов трансформатора.

Во втором оптоэлектронном гирато- ре с учетом полярности третьего ис- точника питания напряжение Ugbix вызывает увеличение коэффициента пропускания второго светомодулирующего элемента 25 и его снижение у первого светомодулирующего элемента 24, что в свою .очередь приводит у второго 19 и пятого 22 фототранзисторов к возрастанию фототока, а у первого 18 и шестого 23 фототранзисторов к уменьшению фототока. Переменные составляю- щие токов первого 18 и пятого 22 фототранзисторов и второго 19-и шестого 23 фототранзисторов попарно суммируются и составляют управляемый напряжением .источник выходного тока с токоотводом на первой выходной клемме

2 S 11еь,х

(3)

Наличие источника выходного тока (3) обусловливает появление на вы- ходньгх клеммах выходного напряжения причем отрицательный потенциал соответствует первой выходной клемме, а положительный - второй выходной клемме. С учетом полярности четвер- того и пятого источников питания это приводит к тому, что управляющее напряжение на шестом 29 и пятом 28 светомодулирующих элементах возрастает.

1

а на четвертом 27. и третьем 26 све- томодулирующих элементах понижается, в результате фототок третьего фототранзистора 20 увеличивается, а четвертого фототранзистора 21 - уменьшается. Переменные составляющие токов третьего и четвертого фототранзисторов 20 и 21 составляют управляемый выходньгм напряжением источник вход-- ного тока к

1 вх 2S Upy,( .

(4)

Совместное встречно-параллельное включение управляемых в соответствии с (3) и (4) источников тока образует уравновешенный со стороны выходных клемм второй гиратор 17 трансформатора. Каскадно соединенные уравновешенный со стороны входных клемм первьм оптоэлектронный гиратор 3 и уравновешенный со стороны выходных второй оптоэлектронный гиратор 17 реализует оптоэлектронный гираторный трансформатор.

При выполнении устройства на све- тоизлучающем диоде, яо-тдкокристалли- ческих светомодулирующих элементах и фототранзисторах коэффициент трансформации п с высокой точностью (погрешность :0,1%) выражается через коэ(1х||ициент пропускания оптического поглощающего фильтра (п ci), а сО противление потерь, характеризующее КПД онтоэлектронного гираторного трансформатора оказывается достаточн низким. Предложенный оптоэлектронный гираторный трансформатор может работать как понижаюпдам, так и повышающим .В последнем случае достаточно поменять местами подключения входные и выходные клеммы и его коэффициент трансформации будет равен .. ,

В качестве оптического поглощающего фильтра может быть использован дополнительный потенциально управляемый светомодулирующий элемент. При этом простым варьированием на нем напряжения смещения достигается установка требуемого коэффициента пропускания od и, следовательно, упрощается процесс регулировки коэффициента трансформации трансформатора. Для увеличения верхнего предела частотного диапазона согласования трансформатора вместо транзисторных фотоприемников и жидкокристаллических светомодулирующих элементов могут быть использованы соответственно обраттю- смещенные фотодиоды и оегнетокерами- ческие свстомодулирующие элементы.

Построение предлагаемого трансформатора исключительно на однородных, оптоэлектронных компонентах, включающих потенциально управляемые свето- модулирующие элементы, позволяет уп- ростить устройство, повысить технологичность его исполнения, обеспечить задание коэффициента .трансформации посредством единственного параметра - коэффициента пропускания оптического поглощающего фильтра При этом в ги- раторном трансформаторе достигается повышение точности коэффициента транс формации.

Формула изобретения

Оптоэлектронный гираторный трансформатор, содержащий каскадно соединенные первый и второй гираторы с раз ными проводимостями гирации, причем входы первого оптоэлектронного гира- тора являются входами гираторного трансформатора, а выходы второго оптоэлектронного гиратора являются выхо дами гираторного трансформатора, о т- личаю1П,ийся тем, что, с целью упрощения регулировки коэффициента трансформации при сохранении стабильности последнего, введены светоизлучатель, генератор постоянного тока, а каждый оптоэлектронный гиратор содержит первый; второй, третий, четвертый, пятый, шестой фототранзисторы, первый, второй, третий, четвертьм, пятый, щестой светомоду- лирующие элементы, при этом в первом оптоэлектронном гираторе коллектор первого фототранэистора соединен с эмиттером пятого фототранзистора и с первой входной клеммой, эмиттер первого фототранзистора и коллектор пятого фототранзистора соединены соответственно с шинами первого и второго источников питания, эмиттер второго фототранзистора соединен с эмиттером первого фототранзистора, а коллектор второго фототранзистора соединен с эмиттером шестого фототранзистора, коллектор которого соединен с шиной второго источника питания, коллектор четвертого фототранзистора соединен общей шиной, а эмиттер соединен с колектором третьего фототранзистора и

Q

5

0

25 зо .„ .с 50

55

с выходом первого г т1ТО лек1)оппого гиратора, эмиттер треть( фототранзистора соединен с тиной третьет о источника питания, коллектор второго фототранзистора соединен с второй . входной клеммой, первый, второй, третий, четвертьй, пятый и шестой свето- модулирующие элементы расположены между поглощающим оптическим фильтром и соответственно первым и шестым фототранзистором, вторым и пятым фототранзисторами, четвертым фототранзистором, третьим фототранзистором, а поглощающий оптический фильтр установлен между светомодулируюпщми элементами и светоизлучателем, а первый, второй, третий, четвертый, пятый шестой светомодулируюп ие элементы включе- I

ны параллельно соответственно четвертому, третьему, второму, пятому, шестому, первому фототранзисторам, а во втором оптоэлектронном гираторе эмиттер первого фототранзистора соединен с коллектором пятого фототранзистора и с первой выходной клеммой, коллектор первого фототранзистора и эмиттер пятого фототранзистора соединены соответственно с шинами четвертого и пятого источников питания, эмиттер второго фототранзистора соединен с коллектором шестого фототранзистора и с второй выходной клеммой, эмиттер шестого фототранзистора и коллекторы второго и четвертого фототранзисторов соответственно соединены с шинами пятого источника питания, коллектор четвертого фототранзистора соединен с общей шиной, а эмиттер соединен с входной клеммой второго оптоэлектронного гиратора и с коллектором третьего фототранзистора, эмиттер которого соединен с шиной третьего источника питания, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой светомодули- рующие элементы.расположены между первым и шестым, .вторым и пятым, четвертым и третьим фототранзисторами, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой светомодулирующие элементы включены параллельно соответственно четвертому, третьему, пятому , второму,.шестому,,первому фототран- зисторам, анод светоизлучателя соединен с шиной второго источника питания, а катод - с пррвым выводом генератора постоянного тока, второй вывод которого соединен с шиной первого источника питания о