Оптоэлектронное входное устройство Советский патент 1980 года по МПК H03K17/78 

1

Изобретение относится к области вычислительной и телеграфной техники и может быть использовано в устройствах, предназначенных для приема и регистрации длительности однопоЛярных импульсов.

Известны оптоэлектронные входные устройства, содержащие оптоэлектрон.ные пары, транзисторный ключ, устройство памяти и линейный усилитель

1.

Недостатком этого устройства является невысокое быстродействие и низкая точность регистрации сигналов амплитуда которых за -короткий промежуток времени (значительно меньший времени хранения аналогового устройства памяти) становится меньше ранее установившегося значения, что ограничивает функциональные возможности

устройстве. .

с целью повышения &1стродействия и расширения функциональных возможностей и оптоэлектронное входное устройство, содержащее транзисторный ключ, вход которого через первую оптоэлектронную пару соединен с шиной питания, а через вторую - с обще шиной, причем вход аналогового блока памяти через третью оптозлектронную пару подключен к шине питания, а выход - ко входу линейного усилителя, введены формирователь одиночных импульсов и,разрядный ключ, выполненный, например, на полевом транзисторе, йричем выходы разрядного ключа подсоединены параллельно -запоминающему элементу аналогового блока памяти, а вход его через формирователь одиночных импульсов соединен с выходной шиной устройства.

На чертеже представлена схема оптоэлектронного входного устройства. Оптоэлектронное входное устройство содержит входной светодиод 1, оптически связанный с фотодиодом 2, включенным в обратном направлении между шиной 3 питания и входной цепью транзисторного ключа 4, вспомогате.пьный светодиод 5, оптически

связанный с фотодиодом 6, включенным между входной цепью транзисторного ключа 4 и общей шиной 7, светодиод 8 оптоэлектронной пары, включенный

последовательно со входным светодйодом 1 и оптически связанный с фотодиодом 9 оптозлектронной пары, включенным в обратном направлении между

шиной 3 питания и входом 10 аналогового блока 11 памяти. ВыхЬд 12 аналогового блока II памяти подключен ко входу линейного усилителя 13, выход 14 которого подключен к катоду вспомогательного светодиода 5. Выход 15 транзисторного ключа 4 подключен ко входу формирователя 16 одиночных импульсов, выход которого подключен ко входу 17 разрядного ключа 18, выходы 19 и 20 подключены параллельно запоминающему элементу 21 аналогового блока 11 памяти. Выход 15 транзисторного ключа 4 является выходом устройства. Регистрируемые сигналы поступают на вход 22.

Устройство работает следующим образом.

Прл отсутствии сигнала на входе 22 ток через светодиоды I и 8 и оптически связанные с ними фотодиоды 2 и 9 не протекает, поэтому на вход ключа 4 и вход 10 блока 11 ток не поступает. При этом на выходе 12 бло ка 11 сигнал отсутствует, ив коллекторной цепи линейного усилителя 13 протекает только ток покоя. Этот ток протекает через вспомогательный светодиод 5, поэтому-фотодиод 6, оптически связанный со светодиодом 5, находится в вентильном режиме и обеспечивает отрицательное смещение межд базой и эмиттером транзисторного ключа 4. Ключ 4 надежно , и на выходе 15 высокий уровень напряжения При этом с формирователя 16 одиночных импульсов йа вход 17 разрядного ключа 18 поступает низкий уровень напряжения, в результате чего разряд ный ключ 18 закрыт.

При поступлении на вход 22 сигнала, через светодиоды 1 и 8 и оптически связанные с ними фотодиоды 2 и 9 начинает протекать ток. Когда ток через светодиод 1 достигает значеНИН, соответствующего порогу включения транзисторного ключа 4, определямого в этом случае током покоя линейного усилителя 13 и протекающего через вспомогательный светодиод 5, тра нзисторный ключ 4 включается и на выходе 15 появляется низкий уровень напряжения. При этом с формирователя 16 одиночных импульсов на вхо 17 разрядного ключа 18 начинает поступать высокий уровень напряжения. Это приводит к включению разрядного .ключа 18 и шунтированию запоминающего элемента 21 (накопительного.конденсатора) аналогового блока 11 памяти, в результате чего в цепи разрядного ключа 18 появляется ток. Если запоминающий элемент 21 был заряжен до какого-то напряжения, то в течение малого времени (значительно меньшего длительности принимаемого сигнала) заряд будет сброшен через открытый разрядный ключ 18. После этого с формирователя одиночных импульсов 16 на вход 17 будет-поступать низкий уровень напряжения, что

приведет к выключению разрядного ключа 18 и исключению шунтирования запоминающего элемента 21. К этому времени значение входного сигнала уже будет превышать значение, соответствующее порогу срабатывания блока 11 и поэтому после исключения шунтирования запоминающего элемента 21 начнется быстрый его заряд через фотодиод 9 до максимального значения, соответствующего пиковому уровню входного сигнала.

При достижении входным сигналом максимального значения заканчивается заряд запоминающего элемента 21 блока 11, и на его выходе 12 устанавливается амплитуда напряжения, пропорциональная с1мплитуде входного сигнала. Это напряжение воздействует на вход линейного усилителя 13, в результате чего в его выходной цепи, а, следовательно, и в цепи вспомогательного светодиода 5 появляется ток, пропорциональный входному напряжению усилителя 13. Ток, протекающий через вспомогательный светодиод 5, определяет порог срабатывания ключа 4, а, следовательно, и уровень регистрации оптоэлектронного входного устройства, поэтому порог регистрации входного устройства пропорционлен амплитуде входного сигнала.

При уменьшении амплитуды входного сигнала уменьшается ток через светодиод 8, а, следовательно, и через фотодиод 9. Это приведет к снижению тока, поступающего на вход блока 11, однако на его выходе 12 по-прежнему будет сохраняться напряжение, пропорциональное амплитудному значению предыдущего входного сигнала. При достижении входным сигналом значения, соответствующего установившемуся уровню регистрации, транзисторный ключ 4 закрывается, и на его выходе 15 появляется высокий уровень напряжения. При этом ;.состояние формирователя одиночных импульсов 16 и разрядного ключа 18 не изменяется.

Поскольку в устройстве при приеме каждого сигнала в момент достижения им уровня регистрации (при нарастании амплитуды) происходит сброс заряда запоминающего элемента 21, то уровень регистрации последующего сигнала всегда будет пропорционален амплитуде предыдущего сигнала.

.Таким образом, в оптоэлектронном входном устройстве уровень регистрации принимаемых сигналов устанавливается автоматически и зависит от амплитуды приходящих сигналов. Поскольку память аналогового блока 11 памяти обновляется с приходом каждого сигнала, эти позволяет устанавливать время хранения аналогового блока 11 памяти максимальным.

Возможность установки больших времен хранения аналогового блока

памяти и использование в качестве разрядного ключа полевозо транзистора в устройстве позволяет существенно повысить временную и температурную стабильность уровня регистрации. При этом о.беспечиваетсн быстрое переключение оптоэлектронного входкого,устройства на новый уровень регист. рации при изменении .амплитуды входного сигнала, как при уменьшении, так и при увеличении амплитуды.

Формула изобретения

Оптоэлектронное входное устройство по авторскому свидетельству

№ 587624, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, в него введены формирователь одиночных импульсов и разрядный ключ, выполненный, например, на полевом транзисторе, причем выходы разрядного ключа подсоединены параллельно запоминающему элементу аналогового блока памяти, а вход его через формирователь одиночных импуль0coJB соединен с выходной шиной устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

5 № 587624, кл. Н 03 К 17/78, 02,0876.