Корректирующее устройство Советский патент 1977 года по МПК H04B3/04 H03K17/78 

1

Изобретение относится к области передачи и приема информации и может быть ис пользовано в телеграфии, телефонии, в вычислительной технике при передаче сигналов от преобразователей-датчиков на вычислител ную машину.

Известно, что любой сигнал, передаваемы из одного пункта в другой через линию связи, искажается в зависимости от параметров линли (сопротивление и индуктивность линии, сопротивление и электроемкость утечки).

Известны корректирующие устройства, выполненные на электромагнитах JL .

Недостаток - низкая точность восстановления формы сигнала и отсутствие гальванической развязки.

Известно также корректирующее устройст во, содержащее дифференцирующий элемент, вход которого через резистор подключен к линии связи, а выход связан со входом сумматора, выход которого через элемент обратной связи соединен с его входом f2|.

Недостаток - низкая точность восстановления формы сигнала и отсутствие гальванической развязки.

Цель изобретения - повышение точности восстановления формы сигнала и гальванической развязки. Для этого в корректирующее устройство, содержащее дифференцирующий элемент, вход которого через резистор подключен к линии связи, а выход связан со входом сумматора, выход которого через элемент обратной связи соединен с его выходом, введен входной светодиод, упомянутый дифференцирующий элемент содержит конденсатор и два светодиода, которые соединены между собой встречно-параллельно, а сумматор выполнен в виде операционного усилителя и двух фотодиодов, причем одна обкладка конденсатора дифференцирующего элемента подключена к резистору, а другая -к месту соединения светодиодов. При этом светодиоды дифференцирующего элемента оптически связаны с соответствующими фотодиодами сумматора, которые соединены последовательно и разноименными вьшодами подключены к соответствующим щинам источника питания. Место соединения фотодиодов подключено ко входу операционного усилителя, выход которого через светодиод оптически связан с фотодиодом оптической обратной связи, который включен встречно-последова телыю с входным светодиодом. BxoдJioй светодкод оптически связан с оддшм из фотодиодов сумматора, а один из выводов фотодиода оптической обратной связи подключен к линии связи. На чертеже приведена схема корректиpyroaiero устройства. Оно содержит входной светодиод 1, фото диод 2 обратной оптической связи, конденса тор 3 и светодиоды 4, 5, операционный уси литель 6, первый фотодиод 7, второй фотоди 8, светодиод 9 обратной оптической связи, резистор нагрузки 10, резистор 11 отрицав тельной обратной связи операционного усилителя 6. Входной светодиод 1 и фотодиод 2 соеди нены встречно-последовательно и своими свободными концами подключены к линии св Светодиод 1) кроме того, оптически связ с первьзм фотодиодом 7 оптоэлектронного су матора и преобразует напряжение на входе корректирующего устройства в пропорционал ный ему световой поток Фд. Фотодиод 2 ограничивает ток через входной светодиод 1 в начальный момент и осуществляет обратную связь в цепи входного сигнала, что необходимо для эффективного осуществления коррекции. Оптоэлектронный дифференцирующий элемент состоит из конденсатора 3 и двух све тодиодов 4 и 5. Последние подключены встречно-параллельно друг к другу и последовательно к выходу конденсатора 3. Его вход и свободные концы светодиодов 4 и 5 иодключены к линии связи. Этот элемент позволяет получать сигналы, соответствующие :юложительным или отрицательным значениям первой производной входного сигнала дифференцирующий элемент - конденсатор 3 предназначен для получения первой производной от тока- входного сигнала, а светоди ды 4 и 5 для фop шpoвaния световых поток Ф и Ф , соответствующих положительным и отрицательным значениям 1 производной входного сигнала. При этом сигналы от оптоэлектронного дифференцирующего элемента важны не только знаком, но и амнлитудными значениями, изменяющимися во времени. Оптоэлектронный сумматор состоит из операцио11ного усилителя 6 и первого и второго фотодиодов 7 и 8 соответственно. Одним концом фотодиоды 7 и 8 подключены к клеммам батареи противоположной полярност (фотодиод 7 подключен к+Е , а фотодиод 8 к - Ef. ), а другими, объединенными конами - ко входу операционного усилителя 6, выход которого подключен к свет о диоду 9, оптлчески связанному с фотодиодом 2. перационный усилитель 6 суммирует ток первого и второго фотодиодов 7 и 8, которые обеспечивают преобразование световых отоков Ф, Ф и Фд во входной ток усиителя 6. Первый фотодиод 7 суммирует ветовые потоки Ф и Ф со светодиодов 1 и 4 при нарастании напряжения на входе устройств, а второй фотодиод 8 вычитает световой поток Ф светодиода 5 от светового потока Ф. , поступающего с входного светодиода 1 на первый фотодиод 7 при убывании напряжения. Светодиод 9 осуществляет обратн то связь по световому потоку, который регулирует величину тока входного светодиода 1 в момент нарастания и убывания входного сигнала. Система нагрузочных резисторов 10 ограничивает ток в линии, обеспечивает работу входного светодиода 1. Резистор 11 - элемент отрицательной обратной связи операционного усилителя 6. Он подключен параллельно усилителю 6, стабилизирует коэффициент усилителя и уменьшает нелинейность статических характеристик светодиодов и температурный дрейф. Устройство работает следующим образом. При наличии сигнала, искаженного по переднему и заднему фронтам по экспоненте на входном светодиоде 1, сразу же .появляется световой поток Ф., пропорциональный входному напряжению. Система нагрузочные резисторов 10 обеспечивает работу входного светодиода 1. Однако наличие фотодиода обратной оптической связи 2 создает в самый первый момент условия для малого уровня светового нотока, т. е. ограничивает нарастание выброса, получаемого сигналом X + кх. Одновременно конденсатор 3 онтоэлектронного дифференциатора обеспечивает токи и соответств 1ошие им световые потоки Фф и Ф,. являющиеся первой производной входного сигнала . Наличие светодио- дов 4 и 5 дает возможность получения световых потоков Ф и Ф , соответствующих положительной и отрицательной первой производной входного сигнала. При нарастании входного напряжения срабатывает светодиод 4 ( ), при убывании напряжен.ия - светодиод 5 и О. Таким образом, в самый начальный момент значительный но величине ток проходит через светодиод 4 и соответствует положительной производной входного сигнала. Световые потоки Ф с свето- диода 1 и Фд, со светодиода 4 пост Т1ают

на фотодиод 7, где суммируются, в результате чего меняется потенциал в точке А и на выходе усилителя 6 появляется отрицательный выходной сигнал.

Коэффициент усиления усилителя стабили- зируется резистором 11, элементом отрицательной обратной связи усилителя 6.

В первый момент световой поток Ф, соответствующий 1 производной входного сигнала, принимает большее значение, чем световой поток Ф, от входного светодиода 1 но появление выходного отрицательного сигнала усилителя 6 приводит к срабатыванию светодиода 9, отпиранию фотодиода 2 и уменьшенрпо сопротивления последнего. При отсутствии фотодирда 2 сложение входного светового потока, соответствзтощегэ 1 проиводной от входного сигнала, даст очень большой всплеск уровня. Таким образом, связь операционный усилитель 6 -фотодиод обратной оптической связи 2 предназначена для ограничения выходного сигнала и получения сигнала, не превышающего допустимый уровень в начальный момент. При убывании входного напряжения срабатывает входной светодиод 1 и светодиод 5, световые потоки которых Ф и Ф, преобразуясь в токи через первый и второй фотодиоды 7 и 8 соответственно, вычитаются . Обеспечивая сум ирование экспоненциаль- 30

ного сигнала с его производной при нарастании экспоненты, его ассимптот ческое значение, а при убывании - нуль. Следует заметить, что при суммировании экспоненты и ее производной имеются значительные выбпосы импульса при .начальных и конечных его значениях. Однако наличие фотодиода 2 и светодиода 9 ограшшивает положительный выброс по амплитуде, следовательно при нарастании импульса и суммирования его с его производной получаем на выходе усилителя 6 крутой передний фронт импульса. На выходе усилителя 6 в результате суммирования световых потоков остается отрицательный всплеск, но последний не является существенным недостатком.

т. к. снимая сигнал с выхода - усилителя о и подавая его на регистрирующее устройство.

можно всегда добиться того, чтобы последнее воспринимало импульсы лишь положительной полярности.

Формула изобретения

Корректирзтощее устройство, содержащее дифференцир тоиип элемент, вход которого через резистор подключен к таит связи, а выход связан со входом сумматора, выход которого через элемент обратной связи соединен с его входом, отличающее- с я тем. что, с целью повь шен1ю точности восстановления формы сигнала и гальванической развязки, введен входной светодиод, дпфференцир тоший элемент содержит кондеь-сатэр и два светодиода, которые соедш;г: ;ь между собой встрещшпараллельно, а сумматор выполнен в виде операционного усилителя и двух фотодиодов, приче. одна об .-мадка конденсатора Д 1фференцир вдщего элехгента подключена к резистору, а вторая. к ;есту сосдизюния светодиодоВ: при светодиоды дис 4 орснцпр тощего oaerviejrra оптически связа.ны с соответствл1С1 ;пх;и ф-отсд;1ода.и ., которые соедш;е; ы последовательно ц разнo}l -;eнньi П выводами подключены к соответ-

соединения фотодиодов подключено ко входу операдкоикэгэ силителя, выход которого через светэдиод оптическ ; связа : с фэтодподок эпглчсской обратной связи, которьп

вклю1Че.н зстреч1;о последовательно с входным светодпэдэм, прп входной светодиод оптнческ); .н с ozynJM пз фотодиодов сух ;атора, ;; одгл пз выводов фотодиода оптической эбрат.10й связи подключен к

.лклик связи.

Источники mupopN.am-ui, пр1-шятыс во вни- ма.ние при экспертизе;

1,Авторскоз св)щетельства СССР Х 130553,.С05В13/02,от26.12.

1959 г, (ана.Юг).

2,Авторское свидетельство СССР Хг 487463, Л , кл Н 04 В 3/04, от 17.О4.74 (прототтт) . ств тощим шннаг-.- источника литания, место

Sufxod

5

I

О

fo