Интегрирующее устройство Советский патент 1976 года по МПК G06G9/00 

(54) ИНТЕГРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО онные 1х:илители 4, 5, интегрирующую TICцепочку, состоящую из резистора 6,и конденг. сатора 7, переключатель 8, резистор обратпной связи 9, светодиоды 10, 11, светоделительные пластины 12, 13 и вторую пару фотоприемников 14, 15. Работа интегратора при выходном электрическом сигнале.i При входном сигнале U , подводимом; . . асштабнь1й резистор 1 на инвертирующий вход операционного усилителя 4, в положен и О. переключателя 8 обеспечивается обратная элект :)кческая связь и наблюдается выходное напряжение в виде

ф1 и Ajj также со светоделительных пластин 12, 13,

Исходя из уравнений (2), преобразуя его в ВИД: Звьи где о и Зд твмновые токи соответствеь но фотоприеьлников 15 и 14; К. - коэффициент фотоприемников, Ф - световые потоки, поступающие ип вход фотоприемников 14, 15 со светодел;:тельных пластин 12, 13, кроме того Ф - tj или Ф Ф,, , где Ф, и Ф.. «; - световые потоки, пocтJпaюшиe на оптические выхо,,|Д

и

di.

вых

их

15

вых где 1 - сопротивление резистора обратной связи 9; R - сопротивление масштабного р е-зистора 1; R соп1Х)тивление резистора 6; С - емкость конденсатора 7. Прообразуя эту формулу, получаем две фopмyJ ы --i (: di, (О - 1 f ток масштабшлй резистор Т .- ток че|х;з резистор обратной свя- зи 9 или фотоприемиикк 14, 15. Работа интегратора при оптической обрат ной связи. В положенииб переключателя 8 осущест вляется оптическая обратная связь, при которой срабатывают светодиод 10, либо 11. Светодиод 11 срабатывает от сигнала положительного напряжения, а светодиод 10 от сигнала отрицательного напряжения. Световой поток после срабатывания светодиода 10 (или 11) через светоделительную пластину 12 (или 13) поступает на фотоприемник 14 (или 15). При и О напряжение на выходе one- ращюнного уС1тителя 5 положительно. Поэтому cf5aбoтaeт i светодиОд 11, световой поток с которого поступит на светоделитель иую пластину 13 и далее На оптический выход Ф и фотоприемник 15. Следовательно, }ia неинвертирующий вход операционного уси лителя 4 подводится ток положительной полярности, т, е. КФ-з БЫХ О учитывая уравнение имеем: хч. или у ,р знак - выпадает, так как для светового потока он не имеет значения. Рассмотрим теперь случай, когдаид О, тогда на выходе операционного уснлмтеля 4 будет положительное напряжение в силу того, что операционш: 1й усилитель 4 является инвертирующим, а на выходе операционного усилителя 5 - напряжение отрицательное, так как операционный усилитель 5 так же инвертирует пос;тупаюший сигнал. В этом случае в положении, ff переключателя 8 срл-. ботает светодиод 10, световой поток с когорого через светоделительную пластину 12 поступит на фотоприемник 14 ji на оптичео-, кий выход t при этом аналогично dt. (4) Световые потоки Ф j и Ф j условно будем считать соответственно положителыш1к( и отрицательным, исходя из условия их поау чения - полярность напряжения на выходе операционного усилителя 5, . Работа интегратора при входных оптических сигналах. Сигналы поступают на фотоприемники, 2 и 3, с выхода которых на инвертирующий вход операционного усилителя 4 будет П1х;ту пать электрический сигнал.

В этом случае входной ток

спе дающим. образам:

. f .

1 г КФ -i КФ вх о о вх

, ,

КФ +i

-кФ

, о

1б о

ВЦ т |гдел4в, и .,..,. - темновые токи соотвв1 ственнЬ фотоприемников 2 и 3 (i(, - ). ; в положении о. переключателя 8 обеспе Чивается электрическая обратная связь через резистор )братнрйрв и.-9 и, следовательно, на электрическом выходе интеграто. или, учитывая |уравнения (s) и (б) :/,dt :. i При оптической обратной связи, т.е. в по jn JKeHHH 5переключателя 8 при постут1лении : ф @ на фотоприемник 2 входной ток буде в ь1ражаться еле дующим 5Фа н нием: вс ; ::о: в.-, :Тогда напряжение на выходе операционного усилителя 5 будет положительным, что приведет к срабатыванию светодиода 11 i световой поток с которого поступит соответСт венно через с вето делительную пластину 13 на фотоприемник 15 и на оптический выкод На неинвертирующий вход операционного усилителя 4 в этом случае будет поступать 1ток ли тогда, исходя из уравнения (2) йГ учитыв уравнения () и (в), будем иметь: К Ф Тк Ф 1 НС Ф г- Гф 1 RCJ ВХ Зна - из уравнения (2) выпадает,так «как Для светового потока он не имеет значения . В случае поступления входного оптическ ;го сигнала TB« - О на фотоприемник 3 вход ;ной ток будет иметь вид p,,-i;) ТГапряжение на выходе операционного усилр теля 5 буде-т отрицательным, что приведет

к cpa6aTb5BffHHro светодиода 1О, световой по ток с которого поступит через светодеяитеяь«:ную пластину. 12 на фотоприемник Г- fiTTia . оптический выход Фц , а на- неинвертиру 5 ющий вход операционного усилителя 4 ёудёт яоступать трк вь,,,-Э,) -ХЧ%. Тргда, исходя из уравнений (2), (9) и (Ю) i v ф L -df RC J V ф JL Гф at. 41 RC Знак - не учитываем по указанным- выше соображениям. Таким образом, наличие оптоэлектронных . элементов в схеме интегратора позволяет опернровать различными комбинациями входных и выходных электрических и оптических сигналов. рмула изобретения Интегрирующее устройство, содержащее первый и второй дифференциальные операционные усилители, последовательно соединенные через интегрирующую С -цепочку, и переключатель, который ПОДВИЖНЫМ; контактом соединен с выходом второго операционного ус-илителя, а первым неподвижным контактом с вяза 1 с выходом устройства и через резистор обратной связи подключен к неинвертирутодему входу первохх) операционного усилителя, инвертирующий вход которого через ; масштабный резистор соединен с входом уст- ройства, и источник постоянного напряжений, сГт пичаюшееся тем, что, с це|йью расширения «области применения, в него рведены светодиоды и две пары последоватепьно соединенньге фотоприемников, включенных первыми выводами между выходами источника постоянного напряжения, вторые выводы первой пары фотоприемников соеди- , йены с инвер:гирующим входом первого.операционного усилител а вторые выводы второй парв фотоприемников с неинвертирующим входом первого операционного усилителя, фбтолриемники первой пары ёвязаны с соответствующими оптическими входами устройства, а фотоприемники второй пары через дополнительно введенные с ветоделителыгые пластины оптически связашл с соответству- ющими оптическими выходами устройства и выходами соответствуютних светолиодов, подключенных,., один анодом, а яруг-он ктч)ДГ)м к второму неподвижному ко ггакту п рг -клк1мп- теля.

. i . fi

/

. F

.

519733