Оптоэлектронное множительное устройство Советский патент 1977 года по МПК G06G9/00 

Изобретение относится к области анапот говой вычислительной техники, предназначено для использования в системах автомати«ческого управления и регулирования и может найти применение в схемах автоматическогр регулирования усиления (АРУ),про образователях и модуляторах. Известное оптоэлектронное множительное устройство состоит из двух фоторезистинных делителей напряжения, которые вкл1р чены между шиной нулевого потенциала и входными напряжениями Е. Средняя точка второго делителя напряжения соединена с одним входом дифферен циального усилителя, на другой вход которого подается напряжение Ел. Выходное напряжение с дифференциально го усилителя подается на источник света с линейной характеристикой, который вместе с фоторезисторами представляет единую оп тически связанную систему. Средняя точка первого делителя является выходом . Выходное напряжение пропорционально произведению Е и Е„ и обратно пропорционально Еу fl. Наиболее близким по техническому решению к изобретению является оптоэлектронное множительное устройство, содержащее дифференциальный операционный усилитель, входы которого через масштабные резисторы соединены с одним из источников входного сигнала, другой источник входного сигнала через ограничительный резистор связан со свето-т диодсхм, которой подключен к источнику напряжения смешения и оптически связан с фотоприемником f2j. Недостатками известных оптоэлектро ных множительных устройств является низкая точность и ограниченное быстродействие. Цель изобретения - повышение точностии стродействия устройства. Эти достигается тем, что в оптоэпектро ном множительном устройстве фотоприемник выполнен в виде фотодиодов, соединенных встречно, одноименные электроды которых подключены соответственно к шине нулевого потенциала и инвертирующем входу диф4ференциапьного операционного усапитепя, выход которого связан с выходом устрой-, ства.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Предлагаемое устройство содержит светодиод 1, фотоприемник 2, ограничительный; резисторы 3 н 4, масштабные резисторы 5. и 6, резистор 7 в цепи отрипатепьной обратной связи дифференциального one радаонного усилителя 8, источники: 9 и Ю входных сигналов, источник II напряжения смещения, выход 12 устройства, фотодиоды 13 и 14 фотоприемника 2,

Устройство работает следующим образог,

Напряжение U от источника Ю входного сигнала подается на свегодшзд 1 и линейно определяет вепичицу светового noToJка, излучаемого светадЕОДСМ i на многоанодный фотопркемнйк 2.

Рабочая зона вамевенгя тока на линейном участке зшракт астяжи светодиода 1 оггредейяется всточннком напряжения смещешв и огрвмачнгеный 1Мй резисторами 3 и 4. Светхшо® поток, попадая на многоанойный 4 nnoпpae alшк 2, фотодиоды 13, 14 которого включены встречно для компенсаций ф«угот жа, изменяет его сопротивление ф, ко1го(юе обратно пропорционально напряжеот источника Ю входного сигналу:

1 С

Т

Фм и

где С коэффициент пропорииональност|1.

Напряжение LT ° источника 9 входно-+ го сигнала через масштабные резисторы 5 и 6, которыми выбирается рабочая зона и нуль входного сигнала, подается на оба входа дифференциального операционного усцлителя 8 с резистором 7 Б цепи отрицатепькой. обратной связи. На И1-тертирующ0й вхо дифференциального операционного усилителе 8 включен многоанодный фотоприемник 2, потенциал на котором поддерживается на уровне нуля, в результате чего напряжени между анодами фотодиодов 13 и 14 фотоприемника 2 изменяется в. небольших hpe.делах даже при широком диапазоне измене-г ния сигнала, вследствие чего фотодиоды IxJ 14 работают на линейных участках своих „ характеристик, Изменение сопротивления фотрдирдов 13, 14 определяет коэффициент усиления () дифференциального операционного усилителя 8, который равен отноше:ншо сопротивления резистора 7 (1. ) в i цепи его обратной связи к сопротивлению фотодиодов 13, 14, т.е. фотоприемника 2:

ФН

От коэффициента усиления дифференциального операционного усилителя 8 зависит в&.пичина выходного сигнала.

или

т

Г -гт .. ос и ,т р - .U

с

Таким образом, предлагаемое устройст|во осуществляет умножение двух сигналов

При использовании оптически связанны светодиода 1 и многоанодного фотоприемника 2 повышается точность, появляется возможность потенциальной развязки входч ных сигналов, увеличивается быстродейст (до 1ОО КГц), что является важным для многих систем автоматического управлениА и регулирования.

Формула изобретения

Оптоэлектронное множительное устройство, содержащее дифференциальный опера- ционный усилитель, входа которого через масштабные резисторы соединень с одним из источников входного сигнала, другой источник входного сигнала через ограничительный резистор связан со светодиодом, который, подключен к источнш у напряжения смещения и оптически связан с фотоприем-JНИКОМ, отлич ающееся тем, что с целью повышения точности и быстродействия устройства, в нем фотоприемник вы-, полнен в виде фотодиодов, соединенных встречно, одноименные электроды которых подключены соответстгвенно к шине нулево-. ,го потенциала и инвертирующему входу ди ференциального операционного усилителя, выход которого связан с выходом устройства.

Источншси информации, принятые во внИЬ мание при экспертизе:

1.Патент.США № 342579,кл . 2.35-. 194, опубликован 21.01.69.

2.Краус М., Вошни Э. Измерите; 1ьные информационные систе а 1. М,, Мнр,1978 с, 47 (прототип).