|
| |
|
Слаботочка Книги Последнее соотношение показывает способность оптоэлектронного устройства (рис. 6.24) действовать в качестве умножителя аналоговых сигналов Ux и Uy. Лле-дует подчеркнуть, что в итоге операции умножения (6.5а) учитываются и уровень и знак каждого сомножителя. Накопление и долговременное хранение информации успешно осуществляется в системах с фоторезисторны-ми триггерами [45]. Такие триггеры проектируются на Индинация Регенерация I 1 г-- / фр1 \фр2 L-о --СД1 Запись элкг \эм1\фрз L -о Считывание Рис. 6.25. Оптоэлектронная ячейка хранения информации базе бистабильного оптрона по схеме, представленной на -f рис. 6.25. Два состояния устойчивого равновесия обеспе-чиваются в рассматриваемой схеме благодаря положи--Ш тельной обратной связи, замкнутой по оптическому ка- ж" налу между электролюминесцентным конденсатором « ЭЛК1 и фоторезистором ФР1. В исходном состоянии триггера сопротивление фото- резистора ФР1 относительно велико, что препятствует- возбуждению излучателя ЭЛК1 и, в свою очередь, исключает засветку фоторезистора ФР1 по цепи с излу--,." чателем ЭЛК1. Запись информации в ячейку достигает-/у ся освещением фоторезистора ФР2 по каналу с излуча;-телем СД1. Сопротивление фоторезистора ФР2 умень- шается, элемент ЭЛК,! начинает излучать и, воздействуя- на фоторезистор ФР1, обеспечивает эффективную регенерацию сигнала записи. В новом устойчивом состоянии триггера сопротивление фоторезистора ФР1 невелико й -электролюминесцентный конденсатор ЭЛ1{1 стабильна и интенсивно излучает. > Считывание информации, связанное с возвращением триггера в исходное состояние, достигается по каналу , 262 , %ы С бптроном СД2-ФРЗ. Одновременно обеспечивается стирание информации, накопленной в ячейке. Отображение (индикация) информации осуществтя-ётся оптопарой ЭЛК2-ФР4. Одновременно благодаря видимому свечению возбужденных электролюминесцентных конденсаторов ЭЛК1 и ЭЛК2 достигается визуальная индикация электрического состояния триггера. Рис 6.26. Схема и временные диаграммы оптоэлектронного преобразователя сигналов Оптоэлектронные ячейки рассматриваемого типа эффективно используются в качестве элементной базы цифровых систем с визуальным отображением информации [45]. Совокупность (мозаика) ячеек объединяется в плоский люминесцирующий экран, способный накапливать, хранить, наглядно показывать информацию различного объема и сложности. Диодные и транзисторные оптроны успешно осуществляют нелинейное преобразование информации, поступающей на излучатель в форме импульсных электрических сигналов. В схеме, представленной на рис. 6.26,а, пакет волн синусоидального напряжения -преобразуется в цифровые логические сигналы прямоугольной формы. Необходимое в подобных случаях выпрямление синусоидальных волн обеспечивается транзисторными оптронами, . конструктивно объединенными в двухканальном оптоэлектронном модуле [46]. Сигнал Ua, формируемый 6 эмиттерных цепях фототранзисторов, поступает затеМ на вход интегрального триггера Шмитта. Действие преобразователя отражается временными диаграммами, показанными на рис. 6.26,6-е. Светодиоды и оптически связанные с ними фототранзисторы при воздействии входных сигналов /7вх (рис. 6.26,6) открываются попеременно. Поэтому напряжение в эмиттерных цепях фототранзисторов (не шунтированных конденсатором С) имеет форму однополярных полуволн (рис. 6.26,в). Триггер Шмитта в этом случае формирует   Рис. 6.27. Схема и временные диаграммы оптоэлектронного детектора ультразвуковых частот на выходе пачку однополярных прямоугольных импульсов (рис. 6.26,г). С введением в схему рис. 6.26,а конденсатора достаточно большой емкости напряжение /7э изменяется согласно характеристике, показанной на рис. 6.26,5, а триггер Шмитта создает на выходе схемы длительный отрицательный импульс прямоугольной формы. Оптроны эффективно выполняют различные операции, связанные с модуляцией, детектированием, генерацией, фильтрацией электрических колебаний, что характерно для радиотехнических преобразователей. Фрагмент схемы детектора ультразвуковых частот [47], 264 йостроеннбго с использованием трайзисторных ойтроноВ, показан на рис. 6.27,а. Сигналы /7вх (рис. 6.27,6), поступающие в цепь светодиодов, формируются фильтром ультразвуковых частот. В состав устройства (рис. 6.27,6) входят также компаратор К и элемент транзисторно-транзисторной логики (ЛЭ). Оптроны в данном случае выполняют по существу те же функции, что и в схеме на рис. 6.26,а. Напряжение /7э на эмиттерах фототранзисторов изменяется согласно временной диаграмме рис. 6.27,в. Как только уровень /7э достигает Ei, компаратор срабатывает и переключает ЛЭ, который, в свою очередь, приводит в действие систему индикации. Вход Выход Упр. Выход -о Рис. 6.28. Устройства с автоматической оптоэлектронной регулировкой передаточной характеристики Сравнивая оптоэлектронный детектор (рис. 6.27,а) с известными чисто электронными аналогами, отмечаем, что применение оптронов дает возможность детектировать ультразвуковые частоты несложными техническими средствами (без мостовых выпрямителей и высокочастотных трансформаторов). Автоматическую регулировку передаточной характё ристики аналогового электронного устройства обеспечивают в широком диапазоне напряжений оптроны с полевыми фототранзисторами [48]. схеме усиления электрических сигналов, показанной на рис. 6.28,а, полевой фототранзистор включен параллельно входной цепи операционного усилителя. В за-висим1ости от уровня выходного сигнала изменяется (с помощью эмиттерного повторителя) ток проводимости светодиода, а следовательно, и электрическое сопротивление полевого фототранзистора. Таким образом, коэффициент передачи входного сигнала в цепь с усилителем автоматически управляется выходным потенциалом устройства. Рассматриваемый усилитель, благодаря регулирующему действию оптрона, обладает широким динамическим диапазоном по входу. Согласно экспериментальным данным [48] при изменении амплитуды входного напряжения от 0,001 до 10 В выходное напряжение в схеме рис. 6.28,а изменялось в пределах 0,3... 6 В. В схеме, показанной на рис. 6.28,6, амплитуда выходных высокочастотных сигналов автоматически модулируется по закону, заданному управляющей секцией. Высокочастотныесигналы edt) постоянной амплитуды поступают на вход операционного усилителя через полевой фототранзистор. При включении логического элемента потенциал катода светодиода резко уменьшается и ток проводимости излучателя достигает высокого уровня, ограниченного лишь резистором Rl. На этой стадии светодиод интенсивно излучает, сопротивление полевого фототранзистора невелико, и амплитуда высокочастотных сигналов на выходе устройства (рис. 6.28,6) максимальна. В дальнейшем, однако, ток проводимости излучателя, по мере зарядки конденсатора С, непрерывно спадает по закону, близкому к экспоненциальному. Примерно так же спадает амплитуда высокочастотных сигналов, формируемых на выходе схемь! рис. 6.28,6. Отметим, что в работе [48] представлены и другие интересные применения оптронов с полевыми фототранзисторами в аналоговых электронных устройствах различного типа и назначения. Активно исследуются возможности эффективного применения оптронов в системах преобразования и хра-  ; ,4- кения информации [48-50]. Значительный интерес в этом направлении представляют принципы двумерной обработки информации по электрическим и оптическим каналам [51, 52]. список ЛИТЕРАТУРЫ 1. Носов Ю. Р., Сидоров А. С. Оптронные микросхемы: классификация, области применения, перспективы развития. - Электронная техника в автоматике/ Под ред. Ю. И. Конева. -М.: Сов. радио, 1978, вып. 10, 206-227. 2. Garner L. The light connection. - Popular Electronics, 1978, № 5, p. 66-69, 74. , , . 3. Iwatani K. New digital counters meet future control requirements.-Jap. Electron. Engr., 1979, № 149, p. 28-31. 4. Чоу, Кастелляно. Операционный усилитель с оптроном. - Приборы для научных исследований, 1977, т. 48, № 5, с. 75-77. 5. Ту Юнь-И, Блейкли. Схема резисторного нагрева образца периодическими импульсами для спектроскопии оже-электронов.--Приборы для научных исследований, 1976, т. 47, № 12, с 142 143. 6 Riddle G. С. Opto-isolator logic units. - Electronic Design, 1974, V. 22, № 12, p. 92-97. 7. Крейнгел мл. Использование оптрона в телефонном вызывном устройстве. - Электроника, 1975, т. 48, № 4, с. 57-58. 8. Фихтенбаум. Оптронная схема для индикации состояния телефонной линии. - Электроника, 1975, т. 48, № 24, с. 62-63. 9. Нетцер. Оптически изолированный зонд осциллографа, устраняющий помехи из-за связи через общую землю. - Электрони- . ка, 1978, т. 51, № 23, с. 71-72. 10. Smallwood R. И. А wideband, isolated amplifier for biological signals. - Electronic Engineering, 1976, v. 50, № 605, p. 8-9. 11. Юшин A. M. Применение тиристориого оптрона в радиоэлектронной аппаратуре. - Электронная промышленность, 1977, вып. 3, с. 64-68. 12. Fukumaru N. Photoelectric switches increasing rapidly in reliability.-Jap. Electron. Engr., 1974, № 90, p. 38-40. 13 Whelan M. F. Infra-red detector in well-lit conditions. - New Electronics, 1978, № 4, p. 26. 14. Мортенсен. Простой оптический датчик, не чувствительный к окружающему свету. - Электроника, 1975, т. 48, № 12, с. 60-62. ,, , . 15. Cornish L. S. Optoelectronics applied to variable speed drives.- Electronic Engineering, 1974, v. 46, № 560, p. 18-19. 16. Fryer D. Proximity detector and profile follower. -New Electronics, 1979, № 9, p. 35. 17. Маттера. Линейные БИС: новые модели контроллеров, оптоэлектронных схем, преобразователей. - Электроника, 1978, т. 51, № 4, с. 46-50. 18. Нормет. Индикатор тока с защитой от перегрузки. - Электроника, 1977, т. 50, № 1, с. 72-73. 19. Оливьер, Эйприл. Недорогой трехфазный детектор пересечений нуля на оптронах. - Электроника, 1978, т. 51, № 24, е. 75-76. 18* 267 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 [43] 44 45 |