Фотоприемное устройство

 

Изобретение относится к устр-вам для регистрации потоков излучения и обеспечивает повышение точности. Регистрируемый световой пучок проецируется на фотодиоды 13, 14, в которых возникают фототоки. За счет отриц. обратной связи напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя (ОУ) 3 устанавливается близким к нулю, поэтому фотодиод 13 работает в режиме короткого замыкания . При выполнении транзисторов 1, 2 на одной подложке и одинаковых значениях сопротивлений резисторов 7, 8 на инвертирующий вход ОУ 4 поступает ток, пропорциональный разности световых потоков, падающих на фотодиоды 13, 14. На ОУ 5 поступает суммарный фототок фотодиодов 13, 14, пропорциональныйсветовому потоку регистрируемого пучка. Благодаря нал1Лию системы АРУ, состоящей из ОУ 5, 6 и резистора 9, выходное напряжение ОУ 5 поддерживается равным напряжению источ- .ника 12 смещения. За счет выполнения резисторов 9, 10 злектронно-управляес мыми и ; ведения источника 12 обеспечивается независимость выходного сигнала от светового потока, в результате чего повышается точность при регистрации дифференциального изменения токов фотодиодов 13, 14. 1 ил. ё (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (II) l (51)5 H 03 F 17 00

» ф 4;.

1» н

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (46) 23.06.91. Бюл. ?3 (21) 3945363/09 (22) 19.07.85 (72) Е,И,Чернов (53) 621.375.024(088.8) (56) Алякишев С»А. и др. Лазерные опорные системы. Электронные и газоразрядные приборы, вып. 7 /498/, ЦНИИ

Электроника. М., 1977, с. 51.

Авторское свидетельство СССР

I1» 1286062» кл. Н 03 F 17/00, 1985. (54) ФОТОПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к устр-вам для регистрации потоков излучения и обеспечивает повышение точности. Регистрируемый световой пучок проецируется на фотодиоды 13, 14, в которых возникают фототоки. За счет отриц. обратной связи напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя (ОУ) З.устанавливается близким к нулю, поэтому фотодиод 13 работает в режиме короткого замыкания. При выполнении транзисторов 1, 2 на одной подложке и одинаковых значениях сопротивлений резисторов 7, 8 на инвертирующий вход ОУ 4 поступает ток, пропорциональный разности световых потоков, падающих на фотодиоды

13, 14. На ОУ 5 поступает суммарный фототок фотодиодов 13, 14, пропорциональный световому потоку регистрируемого пучка. Благодаря наличию системы АРУ, состоящей из ОУ 5, 6 и резистора 9, выходное напряжение ОУ 5 поддерживается равным напряжению источ.ника 12 смещения. За счет выполнения резисторов 9, 10 электронно-управляе- д мыми и:,ведения источника 12 обеспечивается независимость выходного сиг.нала от светового потока, в резуль-, тате чего повышается точность при ( регистрации дифференциального изменения токов фотодиодов 13, 14. 1 ил. 2

Таким образом в силу идентичносФ ти выполнения третьего и четвертого

Формула изобретения

45

134967

Изобретение относится к устройст" вам для регистрации потоков излучения и может быть использовано в аппаратуре широкого назначения для прецизионного измерения положения или смещения светового пучка.

Цель изобретения — повышение точности, На чертеже представлена принци- 10 .пиальная схема фотоприемного устройства.

Фотоприемное устройство содержит первый и второй транзисторы 1 и 2, первый, второй, третий и четвертый операционные усилители (ОУ) 3 - 6, первый, второй, третий.и четвертый резисторы 7 — 10, источник ll питания, источник 12 смещения, фотодиады 13 и 14. 20

Фотоприемное устройство работает следующим образом.

Регистрируемый световой пучок про ецируется на два фотодиода 13, 14 и возбуждает в них соответствующие. фототоки. Если входной ток первого ОУ

3 достаточно мал, то фототок фотодиода 13 является также током коллектора первого транзистора 1. За счет отрицательной обратной связи напря- 30 жение на неинвертирующем входе первого ОУ 3 устанавливается близким к нулю. Благодаря этому фотодиод 13 рабо-. тает н режиме короткого, замыкания, при котором отсутствует его ток утеч- З5 ки, зависящий от температуры. Если первый и второй транзисторы 1, 2 выполнены на одной, подложке, а первый и второй резисторы 7, 8 близки по величине, тогда и близки коллектор- 40 ные токи этих транзисторов. При этом на инвертируюший вход второго ОУ 4 поступает ток, пропорциональный разности световых потокон, падающих на фотодиоды 13 и 14.

На инвертирующий вход третьего

ОУ 5, напряжение на котором относительно шины нулевого потенциала близко к нулю (" виртуальная земля"), поступает суммарный фототок фотодиодов

l3, 14, пропорциональный световому потоку регистрируемого пучка. Принимая но внимание, что благодаря наличию сисч емы автоматического регулирования усиления, состоящей из третьего и четвертого ОУ 5, 6 и третьего

55 резистора 9, выходное напряжение тре

l 2 тьего ОУ 5 поддерживается равным напряжению источника 12.

1 реэисторон 9 и 10 выходной сигнал не зависит от светового потока, т.е. по сраннению с прототипом существенно повышается точность при регистра" ции дифференциального изменения токов фотодиода 13 и 14.

Фотоприемное устройство, содержащее первый.и второй операционные усилители, иннертирующий и неиннертирую" щий входы которых соответственно соединены с общей шиной, первый и второй транзисторы, базы которых объединены и подключены к выходу первого операционного усилителя, коллекторы соединены соответственно с неинвертирующим входом первого и инвертирующим входом второго операционных усилителей, а эмиттеры †чер соответственно первый и второй резисторы соединены г источником питания, третий-операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к обшей шине, а между инвертирующим входом и выхо./ дом включен третий резистор, четвертый операционный усилитель, инвертирующий вход которого соединен с выходом третьего операционного усилителя, четвертый резистор, включенный между инвертирующим входом второгооперационного усилителя и,его выходом, который является выходом фотоприемного устройства, между неинвертирующим входом первого и иннертирующим входом второго операционных усилителей включены два последовательно и встречна соединенных фотодиода, общая точка которых подключена к инвертирующему входу третьего операционного усилителя, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, третий и четвертый резисторы выполнены электронно управляемыми, а их входы. управления объединены и соединены с выходом четвертого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к дополнительно введенному источнику смещения.

Составитель В. Рогаткин

Редактор Н. Коляда Техред Л.Олийнык Корректор Л. Пилипенко

Тираж 451 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

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

Заказ 2568

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4