УСТРОЙСТВО для СЪЕМА СИГНАЛА с ПОЗИЦИОННО-ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ФОТОДИОДА Советский патент 1972 года по МПК H03K5/01 

Изобретение относится к области фотоэлектроиики и может найти применение в оптических следящих системам, в частности в фотоэлектрониых датчиках полол ения и датчиках угла.

Известны оптические следящие системы различного Назначения, в которых в качестве элемента, преобразующеГО координаты светового пятна, формируемого оптической системой, в электрический сигнал, используются позиционно-чувствительвые фотодиоды (квадрантные и «а основе продольного фотоэффекта).

Однако такие следящие системы требуют согласования «нуля позиционио-чувствительного фотодиода с оптической осью устройства, в некоторых случаях с чрезвычайно больщой точностью, превышающей 0,1 мкм.

В .ряде мало-габаритных оптических следящих систем механическая юстировка неприемлема и ее заменяют изменением положения «нуля позиционно-чувствительного фотодиода электрическим путем, например изменением величины емкости в одном из плеч устройства для съема, сигнала с позиционно-чувствительного фотодиода.

Известно также устройство, содержащее источник постоянного напряжения, позиционночуоствительный фотодиод, разрядные ключи, блок управления ключами, зарядные конденсаторы и формирователь. Это устройство требует наличия переменного конденсатора в непосредственной близости от оптическОГО устройства, а кроме того, автоматизация коррекции дрейфа «нуля в таком устройстве затруднена.

В предлагаемом устройстве для съема сигнала с позицианно-чувст.вительного фотодиода эти недостат1ки устранены, и оно поЗВоляет производить выставку «нуля фотодиода дистанционно, не прибегая к применению специальных подстроечных элементов, расположенных непосредственно у фотодиода.

Устройство отличается от известного тем, что в нем блок управления ключами выполнен в виде генератора с регулируемой скважностью. При нахождении объекта слежения н.а оптической оси и неравенстве соседних импульсов, снимаемых с нагрузки, генератор позволяет отрегулировать скважность так, чтобы разрядный ключ, который коммутирует емкость, заряжаемую до меньщей амплитуды, находился в закрытом состоянии большее время, чемвтОрой разрядный ключ. Это приводит (при соответствующем подборескважности) к выравниванию амплитуды импульсов, снимаемых с нагрузки, т. е. к нулевому сигналу рассогласования на выходе следящей системы.

и уменьшить его габариты за счет исключения лодстроечного конденсатора, а также повысить эксплуатационные .качества оптической следящей системы за счет возможности дистанционного согласования «нуля фотодиода с олтичеокой осью. Кроме того, упрощается автоматическая коррекция дрейфа «нуля фотодиода за счет воздействия па элемент, паходящийся в блоке управления ключами, т. е. в той части устройства, габариты и сложность которой не лимитированы.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - эпюры папряжнеий..

Устройство включает источник постоянногонапряжения 1, позиционно-чувствительный фотодиод 2, разрядные ключи 3 и 4, блок 5 управления ключами, зарядные конденсаторы 6, 7, нагрузку 8, формирователь 9, триггер Шмитта 10, инвертор 11 и потенциометр 12.

Блок 5 управления ключ-ами с регулируемой скважностью может содержать различные элементы в зависимости от принципа его построения, например триггер Шмитта 11, инвертор 12 и потенциометр 13.

Блок 5 может быть построен по любой другой схеме, обеспечивающей изменение ск1важности импульсов управления ключами.

Устройство работает следующим образо.м.

Опорное напряжение 13 частоты, на которой pai6oTiaeT следящая система, поступает на триггер Шмитта W, который формирует импульсы 14 управления ключом 4. Управление ключом 3 осуществляется от инвертора 11 И|М1пульсами 15.

Если порог срабатывания триггера. Шмитта 10 соот1ветствует нулевому уровню опорного напряжения 13, то ключи4иЗ действие М импульсов 14 и 15 управления ключами находятся во включенном и выключенном состоянии одинаковое время и на зарядных конденсатор.ах 7 и 6 формируется последовательность пилообразных импульсов 16 и 17.

Предположим, что при отсутствии согласования «нуля фотодиода 2 с оптической осью следящей системы импульсы 16, формируемые на конденсаторе 7, имеют больщую амплитуду, чем импульсы 17, формируемые на конденсаторе 6. Это вызывает появление на нагрузке 8 сигнальных импульсов 18 различной амплитуды и на выходе формирователя 9 появляется сигнал р.ассогласования 19.

Путем изменения порога срабатываяия триггера Шмитта 10 с помощью потенциометра /2 в таком направлении, чтобы ключ 4 под действием импульсов 14 был закрыт меньшее время, чем ключ 3 под действием импульсов

15, можно уменьшить амплитуду пилообразных импульсов 15 и увеличить амплитуду пилообразных импульсов 17. При некотором пороге «/ амплитуды пилообразных импульсов 16 и 17 окажутся . В результате будет получен нулевой сигнал рассогласования 19 ,на выходе формирователя 9, что соответствует согласованию «нуля фотодиода 2 с оптической -осью.

Предмет изобретения

.Устройст1во для събма сигнала с позиционно-чу1вствительного фотодиода, содержащее позвционно-чувствительный фотодиод, подключееный к источнику постоянного тока, одним обкладкам зарядных конденсаторов и транзисторным ключам, формирователь, подключенный к другим обкладкам зарядных конденсаторов, резистор, подключенный к зарядным конденсаторам и ключам, которые подключены к блоку управления, отличающееся тем,, что, с целью упрощения устройств.а, оно содержит последовательно соединенные триггер и инвертор, причем база транзистора

одного ключа подключена к выходу инвертора,, а база транзистора другого ключа - к общей точке инвертора и триггера.

Л-

,

/// /1

Y j-yin -r

/Л r

/J

--X/XT

A A..

J -Л