Генератор импульсов света с линейно изменяющейся амплитудой Советский патент 1992 года по МПК G06F3/00 

сл

С

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при создании средств для исследования параметров фотоприемных устройств. Целью изобретения является повышение точности формирования последовательности световых импульсов с линейно изменяющейся амплитудой. Цель достигается тем, что в устройстве осуществляется автоматическая регулировка усиления в генераторе импульсов тока по закону: амплитуда выходных световых импульсов от импульса к импульсу нарастает линейно, причем линейный закон их нарастания сохраняется при нелинейной световой характеристике полупроводникового излучателя, при изменении его излучательных характеристик, а также при изменении температуры окружающей среды. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться при создании для исследования параметров фотоприемных устройств, в частности для исследования динамического диапазона фотоэлектрических приемников, настройки и оценки чувствительности приемных трактов оптических импульсных дальномеров.

Известны устройства, содержащие генератор импульсов тока с регулируемой амплитудой и полупроводниковый излучатель (лазер или светодиод).

При использовании таких устройств для исследования параметров фотоприемников амплитуда выходных световых импульсов может регулироваться путем изменения усиления в схеме генератора импульсов возбуждающего тока. Регулировка усиления, а следовательно, и амплитуды выходных световых импульсов, может осуществляться как

вручную, так и автоматически по закону изменения сигнала, управляющего усилением. В общем случае зависимость амплитуды выходных световых импульсов от амплитуды импульсов тока через полупроводниковый излучатель нелинейна.

Поэтому для каждого значения тока через излучатель необходимо измерение амплитуды светового сигнала. Кроме того, при автоматическом управлении амплитудой световых импульсов путем изменения усиления в схеме генератора импульсов тока зависимость амплитуды световых импульсов от величины напряжения, управляющего усилением, также может иметь сложный характер вследствие нелинейности регулирующего элемента. Причем деградация характеристик полупроводникового излучателя и изменения температуры окружающей среды приводит к

м ю

постепенному изменению параметров выходных световых импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления амплитудой импульсов излучения полупроводникового лазера, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов тока, полупроводниковый лазер, фотоприемник, счетчик импульсов и цифроаналоговый преобразо- ватель, выход которого подключен к входу регулировки усиления генератора импульсов тока.

В этом устройстве при поступлении от генератора на лазер импульса тока послед- ний излучает световой импульс. Световой импульс детектируется фотоприемником и поступает на счетчик импульсов, выходной код которого подается на цифроаналоговый преобразователь, выходным напряже- нием которого регулируется усиление в генераторе импульсов тока. Таким образом, от импульса к импульсу генератор формирует импульсы тока медленно увеличивающейся амплитуды, а полупровод- никовый лазер - соответствующие им световые импульсы.

Недостатком данного устройства является то, что хотя в нем и обеспечено линейное нарастание амплитуды импульсов возбуждающего тока ввиду нелинейной световой характеристики полупроводникового лазера, закон нарастания амплитуды световых импульсов остается нелинейным, а деградация характеристик полупроводни- кового лазера и изменение температуры окружающей среды приводят к изменению этого закона с течением времени. Последнее обстоятельство вызывает необходимость постоянного контроля параметров световых импульсов, что усложняет применение данного устройства при исследовании характеристик фотоприемных устройств.

Цель изобретения - повышение точно- сти формирования последовательности световых импульсов с линейно изменяющейся амплитудой.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор, содержащий последова- тельно соединенные генератор импульсов тока, полупроводниковый излучатель (лазер или светодиод); фотоприемник, детектирующий часть излучения полупроводникового излучателя,счетчик импульсов,за- регистрированных фотоприемником, и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к входу регулировки усиления генератора импульсов тока, дополнительно вводятся схема сравнения,

аналоговый ключ и сумматор, причем один из входов схемы сравнения подключается к выходу фотоприемника, а другой - к выходу цифроаналогового преобразователя, а выход схемы сравнения через дополнительно введенные аналоговый ключ и сумматор подключается к входу регулировки усиления генератора импульсов тока, выход цифроаналогового преобразователя отсоединяется от входа регулировки усиления генератора импульсов тока и подключается к одному из входов сумматора, вход управления аналогового ключа подключается к выходу генератора импульсов тока.

Благодаря такой схеме соединения происходит автоматическая регулировка усиления в генераторе импульсов тока по закону, обеспечивающему линейное от импульса к импульсу нарастание амплитуды световых импульсов полупроводникового излучателя.

На фиг.1 представлена функциональная схема генератора; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. Генератор содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов тока с регулируемым коэффициентом усиления, полупроводниковый излучатель 2, фотоприемник 3, регистрирующий часть излучения полупроводникового излучателя 2, счетчик 4 импульсов, цифроаналоговый преобразователь 5, выход которого через дополнительно введенный сумматор 6 соединен с входом регулировки усиления генератора импульсов тока, а также дополнительно введенную схему 7 сравнения, входы которой подключены к выходам цифроаналогового преобразователя 5 и фотоприемника 3, а выход схемы сравнения через дополнительно введенный аналоговый ключ 8 подключен к одному из входов сумматора 6, вход управления аналогового ключа 8 подключается к выходу генератора 1 импульсов тока.

Генератор работает следующим образом.

При поступлении с выхода генератора 1 последовательности импульсов тока на полупроводниковый излучатель 2 последний импульсы света, которые регистрируются счетчиком 4 импульсов по спаду электрического импульса на выходе фотоприемника 3. Цифровой код с выходов счетчика 4 подается на входы цифроаналогового преобразователя, с выхода которого ступенчато нарастающее от импульса к импульсу напряжение через сумматор 6 подается на вход регулировки усиления генератора 1 импульсов тока. В течение каждого импульса на вход регулировки усиления генератора 1 импульсов тока через открытый ключ 8 и сумматор б подается также напряжение с выхода схемы 7 сравнения, пропорциональное разности напряжений на выходе фотоприемника 3 и цифроаналого- вого преобразователя 5. При этом сигнал с выхода схемы 7 сравнения уменьшает усиление в генераторе 1 для импульсов, имеющих отклонение амплитуды от линейного закона нарастания в сторону больших значений, и, наоборот, увеличивает усиление для импульсов, имеющих отклонение в сторону меньших значений. Таким образом, в генераторе реализуется линейный закон нарастания амплитуды выходных световых импульсов, сохраняющихся как в случае нелинейной световой характеристики полупроводникового излучателя, так и в случае изменения его излучательных характеристик вследствие деградации и изменения температуры.

Формула изобретения Генератор импульсов света с линейно изменяющейся амплитудой, содержащий последовательно соединенные генератор

5

0

5

импульсов тока с регулируемым коэффициентом усиления, полупроводниковый излучатель, фотоприемник и счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности формирования последовательности световых импульсов с линейно изменяющейся амплитудой, в него введены делитель света, сумматор, ключ и блок сравнения, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу фотоприемника и выходу цифроа- налогового преобразователя, а выход через ключ подключен к первому входу сумматора, подключенного выходом к входу управления генератора импульсов тока с регулируемым коэффициентом усиления, выход которого подключен к управляющему входу ключа, выход фотоприемника подключен к счетному входу счетчика, соединенного выходом с входом цифроаналогового преобразователя, подключенного выходом к второму входу сумматора, выход полупроводникового излучателя является выходом генератора.

Дмпл. имп. света из л уча- теля

/шод i дша 7

ППППППППППпп

8ь/ход 5л ока /1

Выход 5лока2

п ПП П

Возбуждения

ппППП

Фиъ.2