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

{54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к вычиспитепьной и телеграфной технике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для приема и регистрации длитель ности однополярных импульсов. Известно входное оптоэпектронное уст ройство, используемое в телеграфии для приема и регистрации длительности.одно полярных сигналов, передаваемых по линиям связи, содержащее светрдиоды, опу тически связанные с фотодиодами, транзисторный ключ и регулировочные резисторы l .. Недостаток его состоит в недостаточной точности и низкой достоверности регистрации однополярных телеграфных сигналов, передаваемых по каналу связи. Наиболее близким по технической сущН(Х:ти к предлагаемому является опто- электронное вхйднйё устройство, содержащее транзисторный ключ, вход которогр соединен с шиной питания через первый (|)отодиод, оптически связанный с первым светодйожом, а б Общей шиной - через второй фотодиод, оптически связанный с вторым светодиодом, первый вывод КбТО Г51Е(: даШТГ ЩЙнЬЙ: питёния, а второй - подключен к выходу линейного усилителя, аналоговый блок памяти, вход которого соединен с шиной питания через третий фотодиод, оптически связанный стp6тет З €iё йBйlедШГ:в;кпIbчMjiiим п дователШб с nejDBbiM с вето диОдом, а выход аналого аого блока памяти подключен Йг 11® ШеШго шитепя С21 . Недостатки известного устройства зак. лючаются в нейысокой точности регистрации одйополярных сигналов, передаваемых по дпинньш физическим линиям (а в ряде случаев - в невозможности регистрации), и в сложности настройки. Цель изобретения - повышение точности регистрации однополярных сигналов, передаваемых по длинным физическим линиям, и упрощение, настройки .огггоэлёктронного входного уст)ройства. 7 Поставпенная цепь достигается тем, что в оптоэпектровное входное устройство содержащее линейный усйпйтепь, транзисторный кпюч, вход которого соединен с шиной питания через первый фотодиод оптически связанный с первым светодиодом, а с общей шиной - через второй фотодиод, оптически связанный с вторым (Ьветодиодом, первый вывод которого соединен с шиной питания, а второй - подключен к выходу пинейного усилителя, аналоговый блок памяти, вход которогй соединен с шиной питания через третий фотодиод, оптически связанный с третьим Светодиодом, включенным последовательно с первым светодиодом, введены допол нительный линейный и масштабный усилители, сумматор -аналоговых сигналов и аналоговый блок памяти, вход которогосоединен с шиной питания через четвертый фотодиод, оптически связанный с чет вертым светодиодом, а с общей шиной через пятый фотодиод, оптически связанный с пятым светодиодом, заключенным . последовательно с первым и третьим св тодиодами, первый вывод четвертого светодиода соединен с шиной питания, а вто рой вЫвод подключен к выходу дополнительного линейного усилителя, вход коTopoto подключен к точке соединения вы Зйода основного аналогового блока памяти и суммирующего входа сумматора аналоговых сигналов, выход дополнительного аналогового блока памяти через масштаб ный усилитель подключен к вычитающему входу сумматора аналоговых сигналов, Bbixoa которого соединен с входом основ ного линейного усилителя. На фиг. 1 представлена принципиальная схема оптоэлектронного входного уст ройства; на фиг, 2 - график амплитуды сигналов. Оптоэлектронное входное устройство содержит транзисторный ключ 1, вхбд которого соединен с шиной 2 п;гганияче рез фотодиод 3, оптически связанный с светодиодом 4, фотодиод S, включенный между входом транзисторного ключа 1, и общей шиной 6 и оптически связанный со светодиодом 7, включенным между ШИНОЙ 2 питания и выходом линейного усилителя 8, аналоговый блок 9 памягги, вход которого соединен с шиной 2 питания через фотодиод 10, оптически связанны и -со светодиодом 11, включенным последовательно со светодиодом 4, допо нительный аналоговый блок 12 памяти, вход которого соединен с шиной 2 пи0 -4 тания через фотодиод 13, оптически свя занный с светодиодом 14, включенным между шиной 2 питания и выходом дополнительного линейного усилителя 15, фотодиод 16, включенный между входом дополнительного аналогового блока 12 памяти и общей шиной 6 и оптически связанный с светодиодом 17, включенным последовательно со светодиодами 4 и 11, сумматор 18 аналоговых сигналов, суммирующий вход которого подключен к выходу аналогового блока 9 памяти, соединенному со входом дополнительного линейного усилителя 15, а - ко входу линейного усилителя 8, масштабный усилитель 19, вход которого подключен к выходу дополнительного аналогового блока 12 памяти, а вьтход - к вычитающему входу сумматора 18 аналоговых сигналов. Выход 20 транзисторного ключа 1 является выходом устройства. Регистрируемые сигналы поступают на вход 21. . Устройство-работает следующим образом. При отсутствии сигнала на входе 21 ток через светодиоды 4, 11 и 17 и оптически связанные с ними фотодиодь соответственно 3, 10 и 16 не протекает поэтому на входы транзисторного ключа 1 и аналогового блока 9 памяти ток не поступает. В цепи фотодиода 16 ток также отсутствует. На выходе аналогового блока 9 памяти сигнал отсутствует, в рез льтате чего на выходе сумматора 18 аналоговых сигналов сигнал также отсутствует, поэтому основной линейный . усилитель 8 и дополнительный линейный усилитель 15 находятся в режиме покоя Рабочие токи линейных усилителей выбраны таким образом, что в режиме покоя в коллекторной цепи линейного усилителя 8 протекает ток покоя, а в коллекторной цепи линейного усилителя 15 ток отсутвует. Ток покоя линейного усилителя 8 протекает через светодиод 7, поэтому фотодиод 5, оптически связанный с светодиодом 7, находится в вентильном режиме и обеспечивает отрицательное смещение между базой и эмиттером транзисторного ключа 1, Ключ 1 надежно закрыт и на выходе 20 - высокой уровень напряжения. Ввиду отсутствия тока в коллекторной цепи линейного усилителя 15 ток через светодиод 14 не протекает, в результате чего отсутствует ток через фотодиод 13 и на вход аналогового блока 12 памяти непоступает, на его выходе сигнал огсутст573вует, В результате отсутствия сигнала ни выходе аналогового блока 12 памяти отсутствует сигнал на входе и вьгходе масштабного усилителя 19, и соответственно отсутствует на вычитающем входе сумматора 18 аналоговых сигналов. При поступлении на вход 21 сигнала (токовой посылки), через светодиодь 4, 11 и 17 и.оптически связанные с ними фотодиоды 3, 10 и 16 начинает протекать ток. Когда ток через светодйод 4 достигает значения, соответствующего порогу включения транзисторного ключа 1, опре деляемого в этом случае током покоя ли нейного усилителя 8 и протекающего через светодйод 7, транзисторный ключ включается, и на выходе 20 появляется низкий уровень напряжения. При достих«ний входным током через светодйод 11значения, соответствующего порогу срабатывания блока 9, через фотодиод 1 начинается заряд емкости этого блока, запоминающего пиковый уровень входного сигнала. Особенностью этого аналогового блока памяти является то, что он обладает малыми постоянными времени на заряд запоминающей емкости и большими постоянными времени на разряд запоминающей емкости. В качестве аналогового блока 9 памяти возможно использование пикового AeTeKTOpai В процессе увеличения амплитуды вхо ного сигнала увеличиваются токи через светодиоды 7, 14 и 17. При этом токи через светодиоды 17 и 14, а соответственно, и через фотодиоды 16 и 13 изменяются ; по одинаковому закону, в ре зулЪтате чего вход аналогового блока 12памяти остается обесточенным на вес.ь период нарастания амплитуды входного сигнала и на выходе блока 12 сигнал с сутствует. При достижении входным сигналом максимального (установившегося) значения заканчивается заряд запоминающей . емкости аналогового блока 9 памяти и на его выходе устанавливается амплитуда напряжения, пропорциональная амплитуде входного сигнала. Это напряжение вбздействует на входы линейного усилителя 15 .-непосредственно, а на вход линейного, усилителя 8 через сумматор 18 аналоговых сигналов, в результатечего в выходных цепях линейных усилителей, а следовательно, и в цепях светодиодов 7 к 14 появляется ток, пропорциональный амплитуде входного сигнала. Ток, протекающий через светодйод 7, опре0дёляёт й6рс г- срабатывания ключа 1, а следовательно, у|р6вень регистрации входного устройства. При; уменьшении амплитуда входного CfifШла уменьшается ток через светодиод li, иследовательно, ri через фотодиод 10. Это приводит к снижению тока, поступающего, на вход блока 9, однако на его выходе по-прежнему сохраняется напряжение; пропорциональное амплитудному значению предыдущего вхо даого сигнала. При достижении входным сигналом значения, соответствующего установившемуся порогу регистрации, транзисторный ключ 1 закрывается, и на выходе 20 появ-ь ляется высокий уровень напряжения. В процессе уменьшения амплитуды входного сигнала уменьшается ток и через светодйод 17, а соответственно, и через фотодиод 16. Однако ток через светодйод 14, а следовательно, и через фотодиод 13 сохраняется постоянным, пропорциональным амплитудному значению предыдущего входного сигнала, на вход аналогового блока памяти 12 поступает ток, пропорцйбМ/гШый разнЬсгт}Гм ежду амплитудным значением входного сигнала и его уменьшающимся значением. Бели амплитудабестоковой посылки не /равна нулю (имеют место утечки), то на вход аналогового блока 12 памяти поступает ток, максимальное значение которого пропорционально разности между амплитудами токовой и бестоковой посылок (например 3.. фиг. 2).. На выходе аналогового блока 12 памяти появляется Сигнал, пропорциональный амплитуде входного тока этого блока и поступающий на вход масштабного усилителя 19. На выходе масштабного усилителя с помощью регулировок полу- . ч&ют сигнал, состйвлякзщий любую часть от выходного сигнала блока 12 например, равную 0,5 (. .2)% Сигнал с выхода мас штабного усилителя 19, поступая на вычитающий вход сумматора 18 аналоговых сигналов, уменьшает выходной сигнал сумматора 18 на величину, пропорциональную 3 (фиг.2), в результате 4efo через светодйод 7 протейает ток, пропорциональный разности ly м ) / соответствующий установившемуся уровню регистрации (3 фиг. 2). Вновь приходящий сигнал регист рируется относительно установившегося уровйя реистрации - Лр . Время сохранения становившегося уровня регистрации опеделяется временами хранения анайогоых блоков 9 и 12 памяти и регулируется в широкихпределах, например, с помощью nepeMemibix резисторов (путем йэмёненйя постоянной времени разряда запоминающих емкостей). Регулировка времен хранения аналоговых блоков памяти необходима для обеспечения работы оптоэдектронного входного устройства При различных скоростях передачи дискре ной инфо1 мации (скорости телеграфирования). Таким образом, в предлагаемом оптоэлектронном входном устройстве уровень рерйстрации принимаемых сигналов yctaнавливается автоматически, в зависимости от амплитуд токовых и бестоковых посылок принимаемых сигналов. Соотношение автоматически устанавпидаемым уровнем регистрацией -.и амплитудами токовых и бестоковых посылок за uSefcfL наперед с помощью регулировок, имеющихся в устройстве (в частности, yjpOBeHb регистрации быть установпен равным половине разности между амплитудами токовых и бестоковых посыпок, и такое соотношение будет сохраняться при изменении амплитудных параMetpOB принимаемых сигналов). Предлагаемое оптоэлектронное входное устройство может найти широкое при менение в приемниках электронных телеграфных айпаратов, в переходных и преобразующих,- телеграфных устройствах, на необслуживаемых телеграфшзтх ретранс nsrrbpax, jB автоматических телеграфных Станциях, чтб позвоЛит повысить точность регистрации телеграфнь1х; сигтаалов передаваемых по длинным физиЧеским ли . ниям, по1зысить надежность и достоверНость связи, упростить настройку и прак тически полностью исключить регулировку входного устройства в Процессе экс:: : Ж11у &тщг К. . ; формула изобретения Оптбэлёктронное входное устройство, содержащее линейный усилитель, транзисторный ключ, вход которого соединен с шиной питания через первый фотодиод, оптически связанный с первым с вето диодом, а с общей шиной - через второй фо тодиод, оптически связанный со вторым сьетодиодом, первый вывод которого соединен с шиной питания, а второй - подключен к выходу линейного усилителя, аналоговый блок памяти, вход которого соединен с шиной питания через третий фотодиод, оптически связанный с третьим светодиодом, включеннЬтм последовательно с первым светодиодом, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью П0| ышения точности регистрации однополярных сигналов, передаваемых по длинным физическим линиям, и упрощения настройки в него введены дополнитёльнь1й линейный и масштабный усилители, сумматор аналоговых сигналов и аналоговый блок памяти, вход которого соединен с шиной питания через четвертый фотодиод. Оптически связанный с четвертым светодиодом, а с общей шиной - через пятый фотодиод, оптически связанный с пятым светодиодом, включенным последовательно с первым и третьим светодиодами, первый вывод четвертого светодиода соединен с шиной питания, а второй вывод подключен к выходу дополнительного линейного усилителя, вход которого подключен к точке соединения выхода основного аналогового блока памяти и суммирую, щёго входа сумматора аналоговых сигналОв, выход дополнительного аналогового блока памяти через масштабный усилитель подключен к вычитающему входу сумматора ат алоговых сигналов, выход которого соединен с входом основного линейного усилителя. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 427472, .кл. Н 03 К 17/56, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР № 587624,-кл. Н 03 К 17/78, 1976 (прототип).I

SfeSSSSySEs..;,-А s;

a 5

vi

oa

CM

4