Фотопреобразователь Советский патент 1981 года по МПК H03K3/284 

(54) ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

t

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для измерения интенсивности световых потокбв.

По основному авт. св. СССР № 702490 известен фотопреобразователь, содержащий ключевой транзистор типа р-п-р, база которого через резистор подсоединена к коллектору ключевого транзистора типа п-р-п и через его коллекторный резистор к эмиттеру ключевого транзистора р-п-р и к плюсовой клемме источника питания, минусовая клемма которого подсоединена к эмиттеру ключевого транзистора типа п-р-п, база которого соединена с одной из обкладок времязадаюшего конденсатора и через фотоприемник (фоторезистор) с плюсовой клеммой источника питания Коллектор ключевого транзистора типа р-п-р подсоединен к коллектору нагрузочного транзистора типа п-р-п, эмиттер которого подсоединен к минусовой клемме источника питания, а его база через резистор - к плюсовой клемме источника питания, причем база ключевого транзистора типа п-р-п подсоединена к эмиттеру транзистора типа п-р-п, включенного по схеме с оторванным коллектором, база

которого через дополнительный конденсатор соединена со второй обкладкой времязадающего конденсатора и с коллекторами двух дополнительных транзисторов типа р-и-р и п-р-п эмиттеры которых подсоединены к точке соединения коллекторов ключевого транзистора типа р-п-р и нагрузочного транзистора типа п-р-п. База дополнительного транзистора типа р-п-р через первый дополнительный резистор подсоединена к минусовой клемме источника питания, а база дополнительного транзистора типа п-р-п через второй дополнительный резистор - к плюсовой клемме источника питания 1.

Недостатком такого фотопреобразователя является невозможность настро.йки схемы при нулевых световых потоках и недостаточная линейность характеристики преобразования (преобразования уровня светового потока и величину приращения длительности выходного прямоугольного импульса).

Цель изобретения - облегчение настройки схемы при нулевых светопотоках и повыщение линейности преобразования светового потока в длительность прямоугольных импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в фотопреобразователь содержащий ключевые транзисторы, транзистор, включенный по схеме с оторванным коллектором, времязадающие конденсаторы и нагрузочный транзистор введены светодиод, затемненный фоторезистор, подстроечный резистор и воспринимающий измерительный фоторезистор, включенный параллельно подстроечному резистору, один из выводов которого подсоединен к минусовой клемме источника питания, а другой - к катоду светодиода, анод которого соединен с плюсовой клеммой источника питания, а затемненный фоторезистор подсоединен параллельно базовоэмиттерному переходу транзистора, включенного по схеме с оторванным коллектором. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема фотопреобразователя. Фотопреобразователь содержит два ключевых транзистора 1 и 2 р-п-р и п-р-п типов соответственно, база транзистора 1 через резистор 3 подсоединена к коллектору транзистора 2 и через его коллекторный резистор 4 к эмиттеру транзистора 1 и к плюсовой клемме источника питания 5, минусовая клемма источника питания 5 подключена к эмиттеру транзистора 2, база которого подсоединена к одной, из обкладок времязадающего конденсатора 6, эмиттеру транзистора 7 типа п-р-п, включенного по схеме с оторванным коллектором, одному из выводов фоторезистора 8 оптрона, другой вывод которого подключен к плюсовой клемме источника питания 5, базовр-эмиттерный переход транзистора 7 шунтирован затемненным фоторезистором 9, база транзистора 7 через дополнительный конденсатор 10 подсоединена ко второй обкладке времязадающего конденсатора 6 и к коллекторам двух транзисторов 11 и 12 р-п-р и п-р-п типов соответственно, эмиттеры которых подключены к точке соединения коллекторов ключевого транзистора 1 р-п-р типа и его нагрузочного транзистора 13 типа п-р-п, база которого через резистор 14 подсоединена к плюсовой клемме источника питания 5, база транзистора 11 типа р-п-р через резистор 15 подключена к минусовой клемме источника питания 5, а база транзистора 12 типа п-р-п через резистор 16 - к плюсовой клемме источника питания 5, фоторезистор 8 оптрона 17 находится в оптической связи со светодиодом 18 оптрона 17, причем анод светодиода 18 соединен с плюсовой клеммой источника питания 5, а его катод - через цепбчку, состоящую из параллельно соединенных подстроечного резистора 19 и воспринимающего измерительного фоторезистора 20 - с минусовой клеммой источника питания 5. Устройство работает следующим образом. Запуск схемы осуществляется отрицаельным импульсом, после чего происходит ереброс схемы. Длительность генерируемых прямоугольых импульсов определяется по выраже , бГ f fcir W t- Ca,, - сопротивление фоторези.стора 8оптрона 17; С-е - емкость времязадающего конденсатора; Ewf4 Ялер - напряжение заряда и перезаряда конденсатора 6 соответственно;Ло - начальное значение сопро тивления фоторезистора 8 ., при ieg. 0; ЛуП-коэффициент передачи оптрона;А-ток черезсветодиод 18. В свою очедедь, ток светодиода 18 равен . . () , где - напряжение источника питания 5 схемы; Ц-начальное падение напряжения на светодиоде 18; пго- сопротивление подстроечного ре- зистора 19; nsi -сопротивление фоторезистора 20. При нулевом преобразуемом светопотоке сопротивление подстроечного резистора 19 определяет начальный ток светодиода 18, величина которого и определяет начальное фотосопротивление фоторезистора 8. Начальное значение длительности генерируемых импульсов определяется начальным значением сопротивления фоторезистора 8. Появление преобразуемого светового потока Ф приводит к изменению тока светодиода и, как следствие, к изменению (уменьщению) сопротивления фоторезистора 8. При. этом длительность генерируемых импульсов уменьщается. Затемненный фоторезистор, 9 (при нулевом светопотоке) обладает большим сопротивлением, его применение позволяет увеличить термостабильность схемы. При появлении светового потока, воспринимаемого фоторезистором 20, его сопротивление уменьщается, что приводит к возрастанию тока светодиода 18. Параллельное включение резистора 19 н фоторезистора 20 позволяет увеличить линейность характеристики преобразования схемы. Приведенные выще рассуждения, подтвержденные формулами (1) и(2), позволяют судить о положительном эффекте

предлагаемой схемы, который проявляется в облегчении настройки схемы при нулевых светопотоках и в повышении линейности и преобразования светового потока в длительность прямоугольных импульсов, генерируемых схемой.

Формула изобретения

Фотопреобразователь по авт. св. СССР Q № 702490, отличающийся тем, что, с целью облегчения настройки с-хемы при нулевых светопотоках и повышения линейности преобразования светового потока в длительность прямоугольных импульсов, введены

светодиод, затемненный фоторезистор, подстроечный резистор и воспринимаюш ий измерительный фоторезистор, включенный параллельно подстроечному резистору, один из выводов которого подсоединен к минусовой клемме исто1 ника питания, а другой - к катоду светодиода, анод которого соединен с плюсовой клеммой источника питания, а затемненный фоторезистор подсоединен параллельно базово-эмиттерному переходу транзистора, включенного по схеме с оторванным коллектором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 702490, кл. Н 03 К 3/284, 1977.