Оптоэлектронный переключатель Советский патент 1979 года по МПК H03K17/567 H03K17/78 

(54) ОПТОЭЛЕКТГОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к области телеграфной и измерительной техники и может быть использовано в устройствах, иредназначенкых для приема и регистрации длительяостей еднополяршгх сигналов. Известен оптоэлектронный переключатель п авт. св. №499669, содержащий входнр й светодиод, оптически связанный с фотодиодом, вспомогательный светодиод, оптически связанный с фотодиодом, первый и второй транзисторные ключи, инвертор, цепь задержки, два переменных резистора (1}. Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость. .-- Цель - повьииение помехоустойчивйстк. Для этого в оптоэлектронный переключатель, содержащий входной и вспомогательный светодиоды, оптически связанные с соответствующими фотодиодами, первый и второй транзисторные ключи, причем коллектор транзистора первого ключа через инвертор н цепь задержки соединен с базой транзистора второго ключа, введены дополнительная цепь задержки, дополнительный инвертор, злеменш И н тршт причем цепи задержки через дополнительную цепь задержки соединен с входом допол.нительного инвертора н входом первого элемента И, другой вход которого подключен к выходу инвертора, а выход - к входу триггера, при этом другой его вход соединен с выходом второго злемента И, входы которого подключены соответственно к входу инвертора и выходу дополнительного инвертора. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - ди- аграмма его работы. Оптоэлектронный переключатель содержит входной светодиод, оптически связанный с фотодиодом 2, включенным в обратном направ лении между шиной питания 3 и входной цепью первого транзисторного ключа 4, вспомогательный светодиод 5, включенный последовательно с переменными резисторами 6 и 7 между шиной питания 3 и шиной 8 и оптически связанный с фотодаодом 9, включенным между входной цепью транзисторного ключа 4 и общей шиной 8, второй транзисторный ключ 10, выход которого подключен

к точке соеданения катода светодиода 5 с переменным резистором 7, а вход через цепь задержки II подключен к выходу инвертора 12, дополнительную цепь задержки 13, включенную между выходом цепи задержки 11 и точкой -оединения входа дополнительного инisepTopa 14 с одним из входов первого элемента И 15, второй вход которого.подключен к выходу инвертора 12, триггер 16, один из входов которого подключен к выходу элемента И 15, а второй вход - к выходу второго элемента И 17, один из входов которого -подключен к выходу транзисторного ключа 4, а второй вход - к выходу инвертора 14. Принимаемые сигналы подаются на вход 18, выходом является клемма 19.

Устройство работает следующим образом. При отсутствии сипсала на входе оптоэлектронного переключателя транзисторный ключ 4 закрыт, инвертор 12 открыт, и на выходе цепи задержки 11 - шзкий уровень напряжения. При этом транзисторный ключ 10 закрыт, и через светоДиод 5 протекает ток, определяемый величинами двух последовательно включенных резисторов 6 и 7, что определяет нижний уровень регистрации сигнала Ij фкг. 2а), на выходе цепи задержки 13 - низкий уровень напряжения, а на выходе инвертора 14 - высокий. В результате этого на оба входа элемента И 15 поступает низкий уровень напряжения, поэтому на его выходе будет высокий уровень напряжения. В это время на вход элемента И 17 поступает высокий уровень напряжения, поэтому на его выходе будет низкий уровень напряжения. В результате триггер 16 установлен в состояние, при котором на выходе 19 низкий уровень напряжения (фиг. 2ж).

При поступлении на вход оптоэлектронного переключателя сигнала и превышении им уровня регистрации Ij происходит открывание транзисторного ключа 4 и закрывание инвертора 12. При этом на выходе злемента И 15 появляется низкий уровень напряжения (фиг. 2е). Через время-с равное времени задержки переднего фронта сигнала цепью задержки 11 после закрывания инвертора 12, на вход транзисторного ключа 10 поступает высокий уровень напряжения, в результате чего транзисторньш ключ 10 открывается. Ток через светодиод 5 будет определяться теперь величиной переменного резистора 6 и соответствовать уровню регистрации Г 2 Через время задержки , равное времени задержки переднего фронта цепью задержки 13, после появления верхнего уровня напряжения на выходе цепи задержки 11, на выходе цепи задержки 13 также появляется верхний уровень напрях ения. Это приводит к тому, что с выхода элемента

И 17 на вход триггера 16 начинает поступать высокий уровень напряжения (фиг. 2д), так как на обоих входах элемента И 17 низкие уровни напряжения. Триггер 16 устанавливается в состояние, при котором на выходе 19 (фиг. 2ж) высокий уровень напряжения.

При уменьшении амплитуды сигнала ниже уровня 2 (фиг. 2а) происходит закрывание транзисторного ключа 4 и открывашке инвертора 12. При этом на выходе элемента И 17 появляется низкий уровень напряжения (фиг. ;2д). Через времяГ«)авное времени задержки {заднего фронта цепью задержки 11 после открьгоа ;шшертора 12,на вход транзисторного ключа 10 поступает низкий уровень напряжения, в результате чего транзисторный ключ 10 закрывается. Уровень регистращга при этом будет соответствовать Ii.4epe3 время задержкиf j .равное времени задержки заднего фронта OJeIтью задержки 13 (фиг. 2в, г), после появлешгя нилдаего уровня налряже1шя на выходе цепи задержки 11, на выходе цепи задержки 13 также появляется низкий уровень напряжения. Это приводит к тому, что с выхода элемента И 15 на вход триггера 16 поступает высокий уровень напряжения (фиг. 2е), так как на обоих входах элемента И 15 низкие уровни напряжения. Триггер 16 устанавливается в состояние, при котором на выходе 19 низкий уровень напряжеш я. Из диаграммьг работь оптоэлектронного переключателя следует, что сигналы на выходе 19 оказываются задержашщми на время СоДщ , что обеспечивает высокую точность регистрации сигналов при существенных искажениях их фронтов.

При воздействии на вход 18 оптоэлектрс ного переключателя помехи (фиг. 2а, сигнал HI), имеющий длительность соизмеримую с длительностью полезного сигнала, а амплитуду Ittg J происходит открывание транзисторного ключа 4. Через времяТ происходит открьгаание траюистррного ключа 10, в резуйьтате чего уровень регистрации;оптоэлектронного переключателя станет Ij. Через времяt - t j на вход элемента И 17 поступает низкий уро веш. напряжения, однако на входе элемента И 17 низкого уровня уже не будет, так как через BpeiWHt. произойдет запирание транзисторного ключа 4 ввиду того, что Inj 1а . Поэтому состояние злемента И 17 не изменится, и триггер 16 сохранит свое прежнее состояние. Таким образом, помеха вида 1П (фиг. 2а) .оптоэле стронш 1м переключателем не зарегистрируется.

Аналогично работает оптоэлектронный переключатель 0ри поражении полезного сигнала дроблением, глубина 1ур которого не достигает нимшего уровня регистрации Г (фиг. 2а,

сигнал II). Такое дробление не будет зарегистрировано оптоэлектронным переключателем.

Если длительность помех или дроблений, воздействующих на вход оптоэлектронного переключателя, меньше времегшГ -,, их амплитуда и глубина могут быть любыми это не изменит состо.чния триггера 16. Пусть на вход оптозлектронного переключателя воздействует помеха ам11литудой 3ni с длительностьюг ц Т.,.,-%з(фиг. 2а). При достижении помехой уровня Ij произойдет открывание транзисторного ключа 4 и закрьгоание инвертора 12. Через время Т. 4 на правый вход зле мента И 17 поступит нижний уровень напряжения, но к этому времени воздействие помехи прекратится- (tn ),и элемент И 17 не будет иметь совпадений нияошх уровней напряжений по своим входа «, позтому его состояние не изменится, а, следовательно, не изменится и состояние триггера 16,

Аналогично работает оптозлектронный переключатель при поражении сигнала дроблением длительностьюСд г +С и глубиной, равной амплитуде сигнала 1. Такое дробление также не вызывает изменения состояния триггера 16.

Таким образом, предложенньт оптоэлсктронный переключатель устойчив к воздействию помех (дроблеиш), имеющих существенные амплитуды (глубины), и длотельности, при 5 этом обеспечивается высокая тошость регистрации полезных сигналов.

Формула изобретения Оптоэлектронный переключатель по авт. св.

0 N4996695 отличающийся тем, что, с целью повышеш1я помехоустойчивости, в него введены дополнительная цепь задержки, дополнительный инвертор/злементы И и триггер, причем выход цепи задержки через допол5 нительную цепь задержки соединен с входом дополнительного инвертора и входом первого элемеггга И, другой вход которого подключен .к выходу инвертора, а выход - к входу триггера, при зтом другой его вход соединен с вы0 ходом второго элемента И, входы которого j подключены соответственно к входу инвертора |и выходу дополгштелького шшертора. Источники информации, принятые во внима ние при зкспертнзе

5 j I, Авторское сввдетельство.СССР№499669,

кл. Н 03 К 17/78. 20.05.74.

690628