Устройство для съема сигнала с позиционно-чувствительного фотодиода

О П И С А Н И Е 338995

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 25.Vill.1970 (№ 1470065/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15 V.1972. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 16Х1.1972

М. Кл. Н 03k 5/01

Комитет по делам иеойретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621,374.2(088.8) Авторы изобретения

Д. С. Аксенов, О. Ю. Бондаренко и Л. С. Рахманова

ВС .

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЪЕМА СИГНАЛА

С ПОЗИЦИОННО-ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ФОТОДИОДА

Изобретение относится х области фотоэлектро ники и может найти применение |в оптических следящих системах, в частности в фотоэлектрон ных датчиках положения и датчиках угла. 5

Известны оптические следящие системы различ ного назначения, в которых в качестве элемента, преобразующего координаты свето вого пят на, формируемого оптической системой, в электрический сигнал, используются пози- 10 ционно-чувствительные фотодиоды (квадрантные и на основе продольного фотоэффекта), Одна ко такие следящие системы требуют согласования «нуля» позиционно-чувствительного фотодиода с о птической осью устройст- 15 ва, в некоторых случаях с черезвычайно большой точностью, превышающей 0,1 мкм.

В ряде малогаоаритных оптических следящих систем меха ническая юстировка неприемлема и ее заменяют изме пением положения 20

«нуля» позиционно-чувствительного фотодиода электрическим путем, например изменением величины емкости в одном из плеч устройства для,съема, сигнала с позиционно-чувствительного фотодиода. 25

Известно также устройство, содержащее источник постоянного напряжения, позицион ночувствительный фотодиод, р азрядные ключи, блок у правления ключами, зарядные конденсаторы и формирователь. Это устрой|ство тре- 30 бует наличия переменного конденсатора в непосредственной близости от оптического устройства, а кроме того, автоматизация коррекции дрейфа « нуля» в таком устройстве затруднена.

В,предлагаемом устройстве для съема сигнала с позиционно-чувствительного фотодиода эти недостатки устранены, и оно :позволяет производить выставку «нуля» фотодиода дистанционно, не прибегая к применению специальных подстроечных элементов, расположенных непосредственно у фотодиода.

Устройство отличается от известного тем, что в нем блок управления, ключами выполнен в виде генератора с регулируемой скважностью. При нахождении объекта слежения на оптической оси и не равенстве соседних импульсов, с нимаемых с нагрузки, генератор позволяет отрегулировать ск важность так, чтобы разрядный ключ, который коммутирует емкость, заряжаемую до меньшей амплитуды, находился в закрытом состоя пни большее время, чемвторой разрядный ключ. Это приводит (при соответствующем подборе скважности) .к выравниванию амплитуды импульсов, снимаемых с нагрузки, т. е. к нулевому сигналу рассогласования на выходе следящей системы.

Выполнение блока управления ключа,ми в виде импульсного генератора с регулируемой скважностью позволяет упростить устройство

338995 и уменьшить его габариты за счет исключения подстроечного конденсатора, а также повысить эксплуатационные качества оптической следящей системы за счет возможности дистанцион ного согласования «нуля» фотодиода с оптической осью. Кроме того, упрощается автоматическая, коррекция дрейфа «нуля» фотодиода за счет воздействия на элемент, находящийся в блоке управления ключами, т. е. в той части устройства, габариты и сложность которой .не лимитированы.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 — эпюры напряжнеий.

Устройство выключает источник постоянного напряжения 1, позиционно-чувствительный фотодиод 2, разрядные ключи 8 и 4, блок 5 управления ключами, зарядные конденсаторы б, 7, нагрузку 8, формирователь 9, т ри ггер

Шмитта 10, инвертор 11 и потенциометр 12.

Бло к 5 упра вле ния ключами с регулируемой скважностью может содержать различные элементы в зависимости от при нци па его построения, на пример триггер Шмитта 11, и нвертор 12 и потенциометр 18.

Блок 5 может быть построен по любой другой схеме, обеспечивающей изменение сыважности импульсов управления ключами.

Устройство работает следующим образом.

Опорное напряжение 18 частоты, на которой работает следящая система, поступает на триггер Шмитта (О, который фор,мирует импульсы 14 управления ключом 4. Управление ключом 8 осуществляется от инвестора 11

Бмнтульсами 15.

Если порог срабатывания триггера, Шмитта

10 соответствует нулевому уровню опор ного напряжения 18, то ключи4и8 дей ствием импульсов 14 и (5 управления ключами находят ся |BQ выключенном и выключенном состоянии одинаковое время и на зарядных конде нсаторах 7 и б формируется последовательность пилообразных импульсов lб и 17.

Предположим, что при отсутствии согласования «нуля» фотодиода 2 с оптической осью следящей системы импульсы lб, формируемые на ко нденсаторе 7, имеют большую ам5 плитуду, чем импульсы 17, формируемые на конденсаторе б. Это вызывает появление на нагрузке 8 сигнальных импульсов 18 различной амплитуды и на выходе формирователя 9 появляется сигнал рассогласования 19.

10 Путем изменения порога срабатывания триггера Шмитта 10 с помощью потенциометра 12 в таком направлении, чтобы ключ 4 под действием импульсов 14 был закрыт меньшее время, чем ключ 8 под действием импульсов

15 15, мож но уме ньшить амплитуду пилообразных им пульсов 15 и увеличить амплитуду пилообразных импульсов 17. При не котором пороге «(» амплитуды пилообразных импульсов

lб и 17 окажутся равными. B результате бу20 дет получен нулевой сигнал рассогласования

19,на выходе формирователя 9, что соответстiByer согласованию «нуля» фотодиода 2 с оптической осью.

25 Предмет изобретения

Устройство для съема сипнала с позиционно-чувствительного фотодиода,,содержащее пози цио нно-чувствительный фотодиод, вод30 ключе н ный к источнику постоянного тока, од,ним обкладкам зарядных,конденсаторов и транзисторным ключам, формирователь, подключенный к другим обкладкам за|рядных конденсаторов, резистор, подключенный к за35 рядным конденсаторам и ключам, которые подключены к блоку управле|ния, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, oiHo содержит последовательно соединенные триггер и инвертор, причем база транзистора

40 одного ключа подключена к выходу инвертора„а база транзистора другого ключа — к общей точечке инвертора и триггера.

338995

Редактор Л. Утехина

Корректор Л. Орлова

Заказ 1695/7 Изд. № 658 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, /К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Г. Антонова

Техред Е. Борисова и