Светоизлучающее устройство Советский патент 1990 года по МПК G02B26/00 

.Изобретение относится к оптоэлек тронным устройствам для генерации световых импульсов и может быть использовано в оптической или оптоэлек- тронной аппаратуре различного назначения в качестве источников эталонных воздействий для испытаний фотодетекторных устройств.

Цель изобретения - повышение точности устройства за счет стабилизации амплитудного(пикового) значения потока излучаемых световых импульсов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема светоизлучающего.устройства; на фиг. 2 - его упрощенная оптическая схема.

Светоизлучающее устройство содержит тактовый генератор 1, датчик 2 двоичных кодов, блок 3 элементов совпадения, светодиоды 4-1,4-2,...,

4-п, весовые резисторы 5-1,5-2,..., 5-п, дополнительные резисторы 6-1, 6-2,...,6-п, блок 7 суммирования световых потоков, одновибратор 8 с входами запуска и сброса, цифроаналого- вый преобразователь (ЦАП) 9, компаратор 10, светоделитель 11, фотодетектор 12, инвертирующий усилитель 13, оптический элемент 14 для вывода света, первую 15 и вторую 16 клеммы источника питания, общую шину 17 устройства.

Блок 7 суммирования световых потоков выполнен в виде конденсора, включающего линзы 7-1, 7-2, светоделителем служит светочувствительная поверхность фотодетектора 12, а оптический элемент 14 для вывода света выполнен в виде волоконного оптического светозащищенного жгута.

2

СП

СО

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, т.е. до поступления первого тактового импульса от тактового генератора 1, независимо от уровней сигналов, действующих на выходах датчика 2 двоичных кодов, на выходах блока 3 элементов совпадения действуют низкие уровни, так как на объединенные входы этих элементов подается низкий уровень с выхода од- новибратора 8. В результате этого все светодиоды погашены.

По фронту тактового импульса код с выхода датчика 2 двоичных кодов поступает на блок 3 элементов совпадения и ЦАП 9. По спаду тактового км- пульса запускается одновибратор 8, на объединенные вторые входы блока 3 элементов совпадения подается сигнал высокого уровня. Код, генерируемый датчиком 2 двоичных кодов,транслируется через блок 3 элементов совпадени на светодиоды 4. В соответствии с заданной кодовой комбинацией где а принимает значение 0 или 1 пр ,2,...,n, светодиоды 4 формируют потоки излучения с относительными весами g-, которые заданы соответст- вующими весовыми резисторами 5, дополнительными резисторами 6 и напряжением U источника питания. При этом включаются светодиоды 4 в тех разрядах, для которых . Потоки излуче ния указанных светодиодов суммируются в блоке 7 и на выходе этого блока поток излучения нарастает до значения.

9-Z:a;gi P0.

где го - поток излучения от светодиода младшего разряда.

С выхода блока 7 суммирования све- товых потоков излучение поступает на светоделитель 11, где расщепляется на два пучка. В первом пучке установлен фотодетектор 12, во втором - элемент 14 для вывода света. Сигнал фотодетектора 12 усиливается и инвертируется усилителем S3, после чего поступает на второй вход компаратора 10. В тот момент времени, когда сигнал на выходе инвертирующего усилите- ля 13 сравнивается с-опорным напряжением, подаваемым на первый вход компаратора 10 с выхода ЦАП 9, на выходе компаратора 10 вырабатывается отрица

5 0 5 0 5

0

5 0 5

тельный перепад напряжения. Это имеет место при достижении -заданного уровня светового потока на выходе блока 7 суммирования световых потоков, который соответствует действующему опорному напряжению на выходе ЦАП 9, однозначно определяемому текущей кодовой комбинацией на выходе датчика 2 двоичных кодов. Импульс с выхода компаратора 10 поступает на вход сброса одновибратора 8 и устанавливает низкий уровень сигнала на его выходе. Этот уровень передается на вторые входы элементов совпадения блока 3 и приводит к выключению всех светодиодов 4 до того момента, как сила света включаемых светодиодов достигает максимального значения. При снижении температуры сила света на выходе светодиодов 4 нарастает быстрее и, соответственно, быстрее достигается заданный уровень светового потока на выходе всего светоизлучающе- го устройства. При повышении сила света на выходе светодиода 4 нарастает медленнее, что приводит к более позднему срабатыванию компаратора 10. Амплитудное значение выходного импульса при этом не изменяется.

Формула изобретения

1. Светоизлучающее устройство, содержащее тактовый генератор, датчик двоичных кодов, подключенный к выходу тактового генератора, блок элементов совпадения, первые входы которых подключены к выходам датчиков двоичных кодов, светодиоды, аноды которых поразрядно подключены к выходам элементов совпадении, весовые и дополни- тельные резисторы, подключенные первыми выводами к анодам соответствующих светодиодов, блок суммирования световых потоков, оптически сопряженный со светодиодами, причем вторые выводы весовых резисторов подключены к первой клемме источника питания, катоды светодиодов и вторые выводы дополнительных резисторов подключены к объединенным между собой второй клемме источника питания и общей шине устройства, отличающееся тем что, с целью повышения точности за счет стабилизации амплитудного значения потока излучаемых световых импульсов, в него введены одновибратор, инверсный вход запуска которого подключей к выходу тактового генератора, а выход - к объединенным между собой вторым входам элементов совпадений, цифроаналоговын преобразователь, входы которого подключены к выходу датчика двоичных кодов, компаратор, первый вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, а выход - к входу сброса одновибрато- ра, светоделитель, оптически сопряженный с блоком суммирования световых потоков, фотодетектор, оптически сопряженный со светоделителем, инвертирующий усилитель, вход которо0

5

го подключен к выходу фотодетектора а выход - к второму входу компаратора, и оптический элемент для вывода света, оптически сопряженный со светоделителем.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок суммирования световых потоков выполнен в виде двухлинзового конденсора,- светоделитель выполнен на светочувствительной поверхности фотодетектора, а оптический элемент для вывода света выполнен в виде волоконного оптического жгута.

Изобретение относится к оптико-электронным измерениям и предназначено для получения импульсов излучения света с заданным амплитудным значением потока. Амплитудное значение потока определяется текущей кодовой комбинацией, присутствующей на выходах задатчика двоичных кодов. Выходы задатчика через элементы совпадения, вторые входы которых соединены с выходом одновибратора, подключены через весовые резисторы к анодам светодиодов. Устройство стабилизирует амплитудное значение потока за счет наличия цепи обратной связи, состоящей из фотодетектора, усилителя, компаратора, на второй вход которого подается сигнал с ЦАП, соответствующей текущей кодовой комбинации. В момент достижения заданного значения потока происходит сброс одновибратора, что приводит к выключению светодиодов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

фиг.1

От светодиодоб

Фиг. I