Оптоэлектронный переключатель Советский патент 1982 года по МПК H03K17/78 

1

Изобретение относится к автоматике, телемеханике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве гальванической развязки каналов связи.

Известен оптоэлектронный переключатель, содержащий фотодиодный оптрон входной и выходной усилители на транзисторах 1 .

Известен также оптоэлектронный переключатель, содержащий последовательно соединенные оптрон, входной усилитель, инвертирующий выходной усилитель и резистор обратной связи, один вывод которого подсоединен к входу входного усилителя 2.

Однако известные оптоэлектронные переключатели имеют низкое быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Указанная цель обеспечивается тем, что в оптоэлектронный переключатель, содержащий последовательно соединенные оптрон, входной усилитель, инвертирующий выходной усилитель и резистор обратной связи, один вывод которого подсоединен к входу входного усилителя, введена схема совпадений напряжений, один вход котором соединен с выходом входного усилителя, другой вход - с выходом управляемого делителя напряжения, а выход - с вторым выводом резистора обратной связи, причем вход управляемого делителя напряжения через другой резистор подключен к выходу инвертирующего выходного усилителя.

Кроме того, управляемый делитель напряжения выполнен на транзисторе, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор - с точкой соединения двух резисторов, включенных между шиной питания и общей шиной, причем его выход образован точкой соединения двух резисторов, а вход базой транзистора. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного оптоэлектронного переключателя. Оптоэлектронный переключатель содержит оптрон 1, входной усилитель 2, инвертирующий выходной усилитель 3 и резистор Ц обратной связи, один вывод которого подсоединен к входу входного усилителя 2, а другой - к выходу схемы 5 совпадений напряжений. Первый вход схемы 5 совпадений соединен с выходом входного усилителя 2, а второй вход с выходом управляемого делителя 6 напряжения, причем вход управляемого делителя 6 напряжения через другой резистор 7 подключен к выходу инвертирующего выходного усилителя 3. Управляемый делитель 6 напряжения содержит транзистор 8, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор с точкой соединения двух ре зисторов 9 и 10, включенных между шиной питания и общей шиной, причем выход управляемого делителя 6 напряжения образован точкой соединения резисторов 9 и 10, а вход - базой транзистора 8. Оптроэлектронный переключатель работает следующим образом. При отсутствии информационного сиг нала в uenVi светодиода оптрона 1 тран зистор входного усилителя 2 находится в приоткрытом состоянии и имеет сравнительно высокий потенциал на своем коллекторе, что приводит к появлению на выходе инвертирующего выходного усилителя 3 низкого потенциала, соответствующего логическому нулю. Этот низкий потенциал обеспечивает запирание транзистора 8 управляемого делите ля 6 напряжения. При этом резисторы 9 и 10 управляемого делителя 6 напряжения обеспечивают равенство высоких потенциалов на обоих входах схемы 5 совпадений напряжений. На выходе схе мы 5 совпадений в это время также вы сокий потенциал, который создает необходимый начальный входной ток базы транзистора входного усилителя 2. Это входной ток протекает по резистору 4 . обратной связи и обеспечивает готовность транзистора входного усилителя 2 к приему информационного сигнала. При подаче информационного сигнала в цепи фотодиода оптрона 1 возникает фототок, приводящий к полному открыванию транзистора входно,го усилителя 2 и уменьшению потенциала его коллектора. При этом практически весь фототок втекает в базу транзистора -, входного усилителя 2, так как на втором конце резистора k обратной связи высокий потенциал и фототок не ответвляется в этот резистор. Это приводит к быстрому переключению входного усилителя 2. Уменьшение потенциала на коллекторе транзистора входного усилителя 2 приводит к уменьшению напряжения на одном входе схемы 5 совпадений напряжений, однако на другом ее входе, а следовательно, и на ее выходе, по-прежнему остается высокий потенциал. Это обеспечивает быстрое переключение инвертирующего выходного усилителя 3 в условиях, когда весь фототок втекает в базу транзистора входного усилителя 2. Фактический весь оптоэлектронный переключатель переходит из состояния логического нуля на его выходе в состояние логической единицы в оптимальных условиях. Только после окончания процесса формирования переднего фронта выходного импульса, т. е. после установления на выходе оптоэлектронного переключателя высокого потенциала, соответствующего логической единице, транзистор 8 управляемого делителя 6 напряжения открывается, шунтирует резистор 10 и приводит к установлению и на втором входе схемы 5 совпадений низкого потенциала. При этом потенциал на выходе схемы 5 совладений уменьшается до нуля и резистор обратной связи оказывается заземленным, т. е. часть фототока начинает протекать по этому резистору , минуя базу транзистора входного усилителя 2. Это приводит к уменьшению степени насыщения этого транзистора, т. е. к уменьшению длительности обратного переключения оптоэлектронного переключателя из состояния логической единицы в состояние логического нуля. Положительный эффект от внедрения предложенного оптоэлектронного переключателя заключается в сокращении длительности процесса переключения из состояния логического нуля в состояние логической единицы ,и обратно, т. е. в повышении быстродействия. Формула изобретения 1. Оптоэлектронный переключатель, содержащий последовательно соединенные

59611

оптрон, входной усилитель, инвертирующий выходной усилитель и резистор обратной связи, один вывод которого подсоединен к входу входного усилителя, отличающийся тем, . 5 что, с целью повышения быстродействия, в него введена схема совпадения напряжения, один вход которой соединен с выходом входного усилителя, другой вход - с выходом управляемого делителя напряжения, а выход - с вторым выводом резистора обратной связи, причем вход управляемого делителя напряжения через другой резистор подключен к выходу инвертирующего выходного 5 усилителя.

5

2. Переключатель по п. 1, отличающийся тем, что управляемый делитель напряжения выполнен на транзисторе, эмиттер которого соединен с общей шиной, а коллектор - с точкой соединения двух резисторов, включенных между шиной питания и общей шиной, причем его выход образован точкой соединения двух резисторов, а вход базой транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Носов Ю. Р. Оптоэлектроника. М.. Советское радио, 1977, с. 136.

2. Элекронная техника. Сер. Микроэлектроника, вып. 2, 1977, С. 36.