Усилитель считывания для оптоэлектронногозАпОМиНАющЕгО уСТРОйСТВА Советский патент 1981 года по МПК G11C7/06 

Изобретение относится к автоматике и вычиспитепьной технике и может быть испопьэовано, например, в гопографиче- ских запоминаюшик устройствах (ЗУ). Известны усипитепи считывания сигна лов фотоприемников прецставпяющие собой входной каскад усиления по току на бипопярных транзисторах, соециненный с дискриминатором уровней сигналов (выходной кпючевой каскад) l1. Недостатками их являются низкая чувствительность из-за отсутствия оптимального согласования с фотоприемником более того, -отсутствие оптимального сотасования с фагоприемником не позвопя юшего реализовать пороговую чувствительность последнего и снижает отношение сигнала/шум, а это ведет к снижению достоверности преЬбразования информации, а также низкая помехозашишенность так как не учитывается изменение исходного уровня тока (шума), который может изменяясь по величине, превысить по- лезныА сигнал в десятки раз, и не учитывается также изменение темнового тока, вызванное изменением температуры. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является усилитель считывания, состоящий из дифференциального каскада, содержащего термостабилизированный источник тока, токораспредепительные транзисторы, трйнзисторы динамической нагрузки и дополнительный термостабилизированный источник тока, соединяемого с ключевым каскадом Г2. Недостатками известного усилителя являются низкая чувствительность из-за малого отношения сигнал/шум, вызванного отсутствием оптимального согласования с фотоприемнйком, что, в свою очередь, не позволяет реализовать пороговую чувствительность фотоприемника, и низкая помехозащищенность, так как не учитываются изменения исходного уровня тока (шума) и темнового тока.

что также сипьно впияет на цостовернсжть преобразования информации.

Цепь изобретения --повышение чувствитепьности за счет увепичения отношения снгнап/шум и помехозащищенности за счет учета изменений исхрцного уровня тока (шума) и темнового тока.

Поставленная цепь достигается тем, что в усипитепь считывания цпя оптоэпектронного ЗУ, содержащий входной дифференциальный и кпючевой каскады, причем, выход входного каскада подкпючен к первому входу дифференциального каскада, выход которого подключен к ключевому каскаду, введен управляемый формирователь опорного напряжения, подключенный к выходу ключевого каскада, при этом, вход управляемого формирователя опорного напряжения соединен с выходомвхоцного каскада, а выход - подключен к второму входу дифференциального каскада.

При этом, входной каскад выполнен по схеме составного истокового повторителя и содержит полевой и биполярный транзисторы, причем, база биполярного транзистора соединена с истоком полеBOio транзистора, через резисторы, а эмиттер биполярного транзистора подкпючен к стоку полевого транзистора через конденсатор.

На чертеже схематически изображен предлагаемый усилитель.

Усилитель считывания для оптоэлектронных систем памяти, содержит входвой каскад 1, выход которого соединен с вхоаом управляемого формирователя 2 опорного напрянсення н одним нз. входов цифферендиального каскада 3. Второй вход днфференцвального каскада 3 поакпючев к выходу управляемого формироватепя 2 ооорного напряжения, быход цвфферевииального каскада 3 соединен со входом ключевого каскада 4, выход которого подкпючен к управляемому формирователю 2 опорного напряжения. Большое входное сопротивление входного каскада 1 обеспечивает оптимальное согласование с фотоприемником как с точки зрения наилучшей отдачи мощности из цепи приемника, в цепь усилителя, так в с точки зрения существенного ослабления вредного влияния шунтирующего действия входного сопротивления.

Управляемый формирователь 2 опорного напряжения представляет собой классический формирователь импульсов,

запускаемый сигнапами потенциапьного типа.

Дифференциапьный каскац 3 в отгшчие от классического содержит еще термостабилизированный источник тока, токораспрецелительные транзисторы динамической нагрузки и дополнительный термосТабипизированный источник тока.

Кпючевой каскац 4 выполнен на двух транзисторах с генератором тока в цепи эмиттера. .

Усилитель считывания цпя оптоэлектронного ЗУ работает спецующим образом.

При поступлении на входной каскац тока, вызванного шумами (шумы бывают внешние за счет различных наводок и внутренние, обусповленные флуктуацией элементарных дискретных частиц) и к которому еще добавляется темновой ток, происходит усиление этих токов. Затем, усиленный ток поступает на входы управляемого формирователя 2 .опорного напряжения и на один из входов дифференциального каскада 3. На втором входе дифференциального каскада 3 сформиро-, ван опорный сигнал, соответствующий в данный момент шумам, который дежурит до поступления сигнала на управляемый формирователь 2 опорного напряжения. На вь1ходе дифференциального каскада 3 нулевой Сигнал (так как дифференциальный каскад .3 усиливает разностный сигнал) и ключевой каскад 4 не срабатывает Как только на входном каскаде 1 к шумам добавится еще полезный сигнал, на выходе дифференциального каскада 3 появится только лолезный (разностный) усиленный сигнал

где Jn - полезный сигнал;

П К

-коэффициент усиления дифференциального каскада;

U

-сигнал/шум;

%шум.

По этому сигналу KUn срабатывает ключевой каск«д 4 и формирует четкий выходной сигнал высокого уровня - логическая . По окончании полезного сигнала, с ключевого каскада 4 отри- . цательный перепад (т.е. перепад из в О) даёт разрешение на управляемый формирователь 2 опорного напряжения иа формйрсваиие следующего опорного напряжения, соответствующего шумам, действующим на входном каскаде 1 пере вторым циклом работы, затем, циклы повторяются. Прецпагаемое изобретение позвопяет повысить чувствительность за счет увепичения. отношения сигнал/Шум, путем оптимального согпасовйния с фсугоприемником. Бопее того, увеличение отношения сигнап/шум обеспечивает повышение постов арности преобразования информации. Изобретение также позвопяет значительно повысить помехозашиш.енность усипитепя за счет компенсации исходного уровня тока (шума), который может меп ленно изменяться по величине причем, это изменение может в цесятки раз превышать величину полезных сигналов и за счет компенсации изменения темновог тока, вызванного изменением температуры. Послецнеее обеспечивает надежную работу в широком диапазоне температур. ормупа изобрёте 1. Усипитепь считывания дпя оптоэпектронного запоминающего устройства, содержащий входной дифференциальный и ключевой каскады, причем, выход входного каскада подключен к первому входу дифференциального каскада, выход которого подключен к ключевому каскаду. отличающийся тем, что, целью повышения надежности усилителя, ь него введены управляемый формирователь опорного напряжения, соединенный с выходом ключевого/каскада, причем, вход управляемого формирователя опорного напряжения соединен с выходом входного каскада, а выход - со вторым входом дифференциального каскада. 2. Усилитель по п.1 о т ли чаю щ е е с я тем, что, с цепью повышения чувствительности усилителя, входной каскад выполнен на полевом и биполярном транзисторах, причем, база биполярного транзистора соединена с истоком полевого транзистора через резисторы, а эмиттер биполярного транзистора подключен через конденсатор к стоку полевого транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Фотоэлектрические преобразователи информации. Под ред. Л.Н. Преснухина, М., Машиностроение, 1974, с. 109. 2.Авторское свицетельство СССР № 503294, кл. Q И С 7/06,1973 (прототип).