Преобразователь освещенность-частота

 

Изобретение относится к технике и Средствам измерения непрерывного светового потока и. может быть использовано в устройствах для измерения светового потока . Цель изобретенияповышение точности измерения. Преобразователь содержит фотодиод 1. хронирующий конденсатор 2, истоковый повторитель 3 на согласованной паре полевых транзисторов и интегральный таймер ;6 с разрядным сопротивлением 10. При освещении фотодиода 1 начинает линейно заряжаться конденсатор 2. Сигнал с конденсатора усиливается по току термокомпенсированным истоковым повторителем 3. При достижении сигналом на выходе повторителя порогового значения, задаваемого встроенным делителем интегрального таймера 6, триггер последнего срабатывает и посредством ключа разряжает конденсатор 2 через резистор 10. Частота срабатывания триггера линейно зависит от освещенности фотодиода. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 J 1/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ж (: (21) 4625715I25 (22) 29..12,88 .(46) 23.09.91, Бюл. t4 35 (75) Ю.Д.Куклин (53) 535.241 (088.8) (56) Приборы и техника эксперимента, 1981, М 4, с,197..

:: Патент Японии

Ь 58-37489, кл. G 01 J 1/46, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОСВЕЩЕНH0CTb = ЧАСТОТА (57) Изобретение относится к технике и средствам измерения непрерывного светоsofD потока и.может быть использовано в устройствах для измерения светового потока. Цель изобретения- повышение точности

„„5ll„„1679210 А1 измерения. Преобразователь содержит фотодиод 1, хронирующий конденсатор 2, истоковый повторитель 3 на согласованной паре полевых транзисторов и интегральный таймер:6 с разрядным сопротивлением 10.

При освещении фотодиода 1 начинает линейно заряжаться конденсатор 2. Сигнал с конденсат ора усиливается по току термокомпенсированным истоковым повторителем 3. При достижении сигналом на выходе повторителя порогового значения, задаваемого встроенным делителем интегрального таймера 6, триггер последнего срабатывает и посредством ключа разряжает конденсатор 2 через резистор 10. Частота срабатывания триггера линейно зависит от освещенности фотодиода. 1 ил.

1679210

Изобретение относится к технике и средСтвам измерения интенсивности непрерывного светового потока и может быть использовано как в качестве самостоятельного прибора, так и в составе различных устройств, использующих измерение светового потока.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На чертеже представлена схема преобразователя.

Преобразователь содержит фотодиод 1, хронирующий конденсатор 2, истоковый повторитель 3 на паре полевых транзисторов

4 и 5, интегральный таймер 6 с элементами, 7 и 8 сравнения и триггером 9 и разрядные сопротивления 10, Преобразователь работает следующим образом.

Под действием падающего на фотодиод

1 излучения генерируется фототок. Этим током линейно заряжается хронирующий конденсатор 2. Уровень напряжения конденсатора поступает на вход истокового повторителя 3, передающего линейное нарастание напряжения на входы элементов сравнения (компараторов) интегрального таймера 6, Построение истокового повторителя на согласованной паре полевых транзисторов

4 и 5 позволяет поддерживать постоянство уровня нулевого или заданного смещения на выходе прй изменениях температуры в широких пределах.

При повышении напряжения на входах таймера 6 до значения его величины в верхней точке внутреннего трехзвенного резистивного делителя срабатывает элемент 7 сравнения, устанавливающий триггер 9 в состояние единицы (выход Q триггера). При этом открывается ключевой транзистор, разряжающий через сопротивление 10 конденсатор 2. Со спадом напряжения ниже уровня, установленного в указанной точке делителя напряжения, элемент 7 возвращается в исходное состояние. При этом триггер 9 остается в состоянии единицы на выходе (управление триггером осуществляется положительным перепадом сигнала).

При уменьшении напряжения на конденсаторе в результате разряда до уровня напряжения в нижней точке делителя напряжения срабатывает элемент 8 сравнения, возвращающий триггер 9 в прежнее состояние. При этом закрывается ключевой транзистор и возобновляется заряд конденсатора током фотодиода. Очередное нарастание напряжения вызывает возвращение элемента 8 в исходное состояние, Триггер 9

П

U С базар = 1т = —, Т1

20 где Т вЂ” время заряда под действием темнового тока;

С вЂ” емкость конденсатора.

При увеличении зарядного тока, т.е. при одновременном воздействии темнового и

25 фототока lF длительность заряда уменьшается, а значение тока определяется выражением

U С зар = fF + 1т— п

30 где Т2 — время заряда под действием суммы темнового и фототока, При этом величина фототока соответст35 вует значению

fF . ОП С

«ОП С UnC 1 1

Длительность периода колебаний Тп, обусловленная воздействием светового потока на детектор равна

П

О С

4 Тп

Т Т Т Т где f1 и fg — частоты, соответствующие nepuopal Т1 и Тг, а частота колебаний, сформированных воздействием фототока, . соответствует разности частот f< e fz, поскольку

1 — =fZ -11

Тп

Изобретение позволяет повысить линейность преобразования эа счет работы фотодиода 1 в фотодиодном режиме, а такостается в статическом состоянии до очередного срабатывания элемента 7.

Чередование циклов заряда — разряда j вызывает появление на выходе таймера 6

5 отрицательных прямоугольных сигналов, длительность которых определяется номиналами конденсатора 2 и разрядного сопротивления 10.

Время заряда конденсатора 2 до поро10 гового напряжения Ои имеет обратную зависимость от величины зарядного тока, достигая максимального значения при воздействии только темнового тока 1 фотодиода. При этом величина зарядного тока f3ap

15 составляет

1679210

Составитель А.Грузинов

Техред М.Морге нтал Корректор С,Шевкун

Редактор Е.Папп

Заказ 3201 Тираж 315 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина. 101 же увеличить точность за счет компенсации температурного дрейфа повторителя и чувствительность устройства за счет уменьшения влияния темнового тока детектора.

Формула изобретения 5

Преобразователь освещенность — частота, содержащий фотодиод, соединенный выходом с первым выводом конденсатора, подключенного вторым выводом к общей шине, а также пороговую схему и ключ на 10

его выходе, соединенные с общей точкой фотодиода и конденсатора, отл и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введен истоковый повторитель на согласованной паре полевых транзисторов, а пороговая схема и ключ выполнены в виде интегрального таймера, выход которого является выходом устройства, при этом вход фотодиода соединен шиной питания устройства. а истоковый повторитель на согласованной паре полевых транзисторов включен между общей точкой фотодиода и конденсатора и входом интегрального таймера.