Оптоэлектронный переключатель Советский патент 1981 года по МПК H03K17/78 

(54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при передаче и переработке импульсных сигналов в системах автоматики и вычислительной техники. Известны оптоэлектронные переключатели/содержащие оптически связанные светодиод и Фотодиод усилитель и формирователь l. К недостаткам известного устройст ва отнс сится малая стойкость к деста билизирующим факторам. Наиболее близким к предлагаемому является оптоэлектронный переключатель, содержгиций светодиод, электро ды которого соединены с входными ши нами, основной фотодиод, оптически связанный со светодиодом, дифференцигшьный усилитель с отрицательной обратной связью, инвертирующий вход которого подключен к одному из элек тродов основного фотодиода, другой электрод которого соединен с овцей шиной и неинвертирующим входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом формироват ля, выход которого подключен к выхо ной шине 2 3. Недостаток известного устройства - малая стойкость к дестабилизирующим факторам. . .. Цель изобретения - повышение стойкости к дестабилизирующим факторам при сохранении быстродействия оптозлектронного переключателя. Указанная цель достигается эа . счет того, то в оптоэлектронный переключатель, сод ержащий светодиод, электроды которого соединены с входными шинами, основной фотодиод, оптически Связанный со светодиодом, дифференциальный усилитель с отрицательной обратной , инвертирующий вход которого подключен к первому электроду основного фотодиода, второй электрод которого соединен с общей шиной и нейнвертйрующим входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом формирователя , выход которого подключен к выходной шине, введены дополнительный фотодиод, оптически связанный со светодиодом, и дифференцирующая цепочка, конденсатор которой подключен к инвертирующему входу дифференг,иального усилителя, дополнительный фотодиод своим электродом, одноименным второму электроду основого фотодиода, подключен к первой ине источника питанияг а другим лектродом - к средней точкедиффеенцирующей цепочки, резистор котоой соединен со второй шиной источника питания.

На чертеже представлена принци- . пиальная схема оптоэлектронного переключателя.

Схема содержит/светодиод 1, электроды которого соединены с входными инами 2, основной фотодиод .3, оптически связанный со светодиодом 1, дифференциальный усилитель 4 с отрицательной обратной связью, инвертирующий вход которого подключен к первому электроду основного фотодиода 3, вторым электродом соединенным с общей шиной 5 и н&инвертирующим входом дифференциального уси- . лителя 4, выход последнего соединен с входом формирователя б, выходом подключенного к выходной шине 7, дополнительный фотодиод 8, оптически связанный со светодиодом 1, дифференцирующую цепочку 9, конденсатор 10 которой подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя 4, дополнительный фотодиод 8, своим электродом, одноименным второму электроду основного фотодиода 3, подключенный к первой шине 11 источника питания, а другим электродом - к средней точке дифференцирующей цепочки 9, резистор 12 которой соединен со второй шиной 13 источника питания.

Оптоэлектронный перек)1ючатель работает следующим образом.

При отсутствии входного сигнала ток светодиода 1 и фотодиода 3 равен нулю/ а темновой ток фотодиода 8/ зарядив конденсатор 10, не поступает на вход дифференциального усилителя 4. Из-за отсутствия входного сигнала на дифференциальном у.силителе 4 его выходное напряжение также равно нулю и на выходной шине 7 имеется нулевой .сигнал. При поступлении входного сигнала через светодиод 1 начинает протекать ток, появляется световой поток, который вызывает появление световых фототоков фотодиодов 3 и 8. Начинается заряд емкостей переходов фотодиодов 3 и 8 и конденсатора 10. Ток фотодиода 8 конденсатор 10 поступает на вход дифференциального усилителя 4j ,на выходе которого появляется напряжение, по достижении порога срабатывания формирователя 6 на его выходе появляется сигнал, соответствующий уровню логической единицы. По мере движения времени происходит заряд конденсатора 10, что приводит к уменьшению тока, поступающего на вход дифференциального усилителя 4

от фотодиода 8, и к увеличению тока, поступанедего от фотодиода 3. Сумма токов на входе дифференциального усилителя 4 остается примерно.постоянной, и на выходе формирователя г б все время,-пока длится входной сигнал, остается высокий уровень. При прекращении действия входного сигнала начинается разряд конденсатора 10. Ток разряда конденсатора 10 имеет направление, обратное направлению тока разряда емкости перехода фотодиода 3, в результате чего быстро уменьшается входной ток дифференциального усилителя 4 и его выходного сигнала Входное напряжение формирователя б становится меньше порога и на его выходе появляется логический, ноль При появлении следующего импульса весь процесс повторяется.

Формула изобретения

Оптоэлектронный переключатель,

5 содержащий светодиод, электроды

которого соединены с входными шинами, основной фотодиод, оптически связанный со светодиодом, дифференциальный усилитель с отрицательной

.. обратной связью, инвертирующий ход которого подключен к первому электроду основнод-о фотодиода, второй электрод которого соединен с общей шиной и инвертирукнцим входом дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом формирователя, . выход которого подключен к выходной шине, отличающи.йся тем, что, с. целью повышения стойкости к дестабилизирующим факторам при

0 сохранении быстродействия, введены дополнительный фотодиод, оптически связанный со светодиодом,и дифференцирующая цепочка, конденсатор кото. рой псиключей к инвертирующему входу

5 дифференциального усилителя, конденсатор которого подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя, дополнительный фотодиод своим электродом, одноименным второQ му электроду основного фотодиода, подключен к первой шине источника . питания, а другим электродом - к средней точке дифференцирующей цепочки, резистор которой соединен ср второй шиной источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Автономов В.А. и др. Быстродействующий Оптоэлектронный.переключатель, сб. Электронная техника, сер. VI Микроэлектроника, вып. 2, 1971, с. 3 (прототип).