Оптоэлектронное входное устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскма

Социалистических

Республик

738170

1 .rÔ .. (61) Дополйительное к авт ясвид"-ву" -" " " (51)M. Кл. (22) Заявлено 20.02.78 (21) 2581200/18-21 с присоединением заявки.%Н 03 К 17/7

2 3 lhl0ll "

Гоаударстввииый комитет

СССР (23) Приоритет

Олубликовано30.08.80. Бюллетень J5 20 ао делом изобретеиий и открытий (ЗЗ) УДК В21. .382 (088.8) Дата опубликования описания 30.05.80

10. К. Гришин, Э. В. Ланьшин, Н. У. Тихова и Л. А. Гелюх (72) Авторы изобретения

1.

-ч о г« ч 7 1г (7! ) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО

Ф-- -. ямв яояял ъаяля Л @алям д644 4иф лялям и +

1 ф

Изобретение относится к вычислительной и телеграфной технике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для приема и регистрации длительности однополярных импульсов.

Известно входное оптоэлектронное уст- 5 ройство, используемое в телеграфии для приема и регистрации длительности. одно-.полярных сигналов, передаваемых по линиям связч, содержащее светодиоды, оп-, тически связанные с фотодиодами, тран!

О эисторный ключ и регулировочньте резисторы (1) Недостаток его состоит в недостаточной точности и низкой достоверности ре15 гистрации однополярных телеграфных сигналов, передаваемых па каналу связи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является опто.20 электронное вхбднбе устройство, содер( жащее транзисторный кл юч, вход котороrg соедйнен с шиной питания через первый фс годиод, оптически связанный с пер.

2 вым светодиодом; а с общей шиной - через второй фотодиод, оптически связанный с вторым светодиодом, первый вывод которогол Сждйнеття с Шйной питания, а второй - подключен к выходу линейного усилителя, аналоговый блок памяти; вход которого соединен с шиной питания через третий фотодиод, оптически связанный стретьим «светодиЪдбЯ; включающим после: довательйо с первым светодиодом, а выi ) ° кол аналогового блока памяти лолкпючлл

Недостатки известного устройства заключаются в невысокой точности регистрации однополярньтх сигналов, передаваемых по длинным физическим линиям (а в ряде случаев — в невозможности регистрации), и в сложности настройки.

Цель изобретения — повышение точности регистрации однополярных сигйалов, передаваемых по длинным физическим линиям, и упрощение настройки оптоэлектронного входного устройства.

73817

Поставленная цель достигается тем, что в оптоэлектронное входное устройство, содержащее линейный усилитель, транзисторный ключ, вход которого соединен с шиной питания через первый фотодиод оптически связанный с первым светодиодом, а с общей шиной — через второй фотодиод, оптически связанный с вторым

Светодиодом, первый вывод которого соединен с шийой питания, а второй — под- 10 ключен к выходу линейного усилителя, аналоговый блок памяти, вход которого соединен с шиной питания через третий фотодиод, оптически связанный с третьим светодиодом, включенны м последователь- 15 но с первым светодиодом, введены дополнительный линейный и масштабный усили- тели, сумматор -аналоговых сигналов и аналоговый блок памяти, вход которого соединен с шиной питания через четвер- 20 тый фотодиод, оптически связанный с четвертым светодиодом, а с общей шиной— через пятый фотодиод, оптически связанный с пятым светодиодом, включенным последовательно с первым и третьим све-25 тодиодами, первый вывод четвертого светодиода соединен с шиной питания, а второй вывод подключен к выходу дополнительного линейного усилителя, вход которо "о подключен к точке соединения выхода основного аналогового блока памяти и суммирующего входа сумматора аналоговых сигналов, выход дополнительного аналогового блока памяти через масштабныйусилитель подключен к вычитающему З5 входу сумматора аналоговых сигналов, выход которого соединен с входом основного линейного усилителя.

На фиг. 1 представлена принципиаль- 4

40 ная схема оптоэлектронного входного устройства; на фиг. 2 - график амплитуды сигналов.

Оптоэлектронное входное устройство содержит транзисторный ключ 1, вход которого соединен с шиной 2 питания через фотодиод 3, оптически связанный с светодиодом 4, фотодиод 5, включенный между входом транзисторного ключа 1, и общей шиной 6 и оптически связанный

50 со светодиодом 7, включенным между шиной 2 питания и выходом линейного усилителя 8, аналоговый блок 9 памяти, вход которого соединен с шиной 2 питания через фотодиод 10, оптически связанный. со светодиодом 1 1, включенным последовательно со светодиодом 4, дополнительный аналоговый блок 12 памяти, вход которого соединен с шиной 2 пи0

4 тания через фотодиод 13, оптически свя занный с светодиодом 14, включенным между шиной 2 питания и выходом дополнительного линейного усилителя 15, фотодиод 16, включенный между входом дополнительного аналогового блока 12 памяти и общей шиной 6 и оптически связанный с светодиодом 17, включенным последовательно со светодиодами 4 и

11, сумматор 18 аналоговых сигналов, суммирующий вход которого подключен к выходу аналогового блока 9 памяти, соединенному со входом дополнительного линейного усилителя 15, а выход — ко входу линейного усилителя 8, масштабный усилитель 19, вход которого подключен к выходу дополнительного аналогового блока 12 памяти, а выход — к вычитающему входу сумматора 18 аналоговых сигналов. Выход 20 транзисторного ключа 1 является выходом устройства. Регистрируемые сигналы поступают на вход

21.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии сигнала на входе 21 ток через светодиоды 4, 11 и 17 и оптически связанные с ними фотодиоды соответственно 3, 10 и 16 не протекает поэтому на входы транзисторного ключа 1 и аналогового блоке 9 памяти ток не поступает. В цепи фотодиода 16 ток также отсутствует. На выходе аналогового блока 9 памяти сигнал отсутствует, в результате чего на выходе сумматора 18 аналоговых сигналов сигнал также отсутствует, поэтому основной линейный усилитель 8 и дополнительный линейный усилитель 15 находятся в режиме покоя, Рабочие токи линейных усилителей выбраны таким образом, что в режиме покоя в коллекторной цепи линейного усилителя

8 протекает ток покоя, а в коллекторной цепи линейного усилителя 15 ток отсутвует. Ток покоя линейного усилителя 8 протекает через светодиод 7, поэтому фотодиод 5, оптически связанный с светодиодом 7, находится в вентипьном режиме и обеспечивает отрицательное смещение между базой и эмиттером транзисторного ключа 1, Ключ 1 надежно закрыт и на выходе 20 — высокой уровень напряжения.

Ввиду отсутствия тока в коллекторной цепи линейного усилителя 15 ток через све тодиод 14 не протекает, в результате чего отсутствует ток через фотодиод 13 и на вход аналогового блока 12 памяти не поступает, на его выходе сигнал отсутст5 738170 вует. В результате отсутствия сигнала на " дедяет порог" срабатывания ключа 1, выходе аналогового блока 12 памяти от- а следовательно, д "дьно, и уровень регистрации сутствует сигнал на входе и выходе мас- входного устройства. штабного сидитедя 19 и с у, оответственно . При, уменьшении амплитуды входного отсутствует на вычитающем входе сумма- S сйт нада умейьшается ток через светотора 18 анапоговых сигналов. диод 11, а следовательно, и через фотоПри поступлении на вход 21 сигнала лион 10. Это приводит к снижению тока (токовой посылки), через светодиоды 4 е I

11 и 17 и.оптически св

I поступающего ца вход блока 9 однако на чески связанные с ними его выходе iro-прежнему сохраняется наф д дь, 10 и 16 начинает протекать т{т пряжение, пропорциональное амплитуднс фотодиоды 3, ток. Когда ток через светодиод 4 дости- му значению предыдущего входного сиггает значения, соответствующего порогу нала. При достижении входным сигналом включения транзисторного ключа 1, опре- значения, соответствующего установившеделяемого в этом случае током покоя пи- муся порогу регистрации, транзисторный нейного усилителя 8 и протекающего че- 1$ кдюч 1 закрывается, и на выходе 20 появ рез светодиод 7, транзисторный ключ ляется высокий уровень напряжения. включается, и на выходе 20 появляется В процессе уменьшения амплитуды входнизкий уровень напряжения. При дости- ного сигнала уменьшается ток и через женин входным током через светодиод светодиод 17, а соответственно, и через

11 значения, соответствующего порогу 20 фотодиод 16. Однако ток через светодиод срабатывания блока 9, через фотодиод 10 14, а сдедовательно, и через фотодиод начинается заряд емкости этого блока, «3 сохраняется постоянным пропо т янным, пропорциозапоминающего пиковый уровень входного напьным ампдитудному значению пр т"; значению предыдусигнада, Особенностью этого аналогового щего входного сигнада сигнада, на вход анадогсьбдока памяти является то, что он обда- 2$ вого блока памяти 12 паст я и поступает ток, продает малыми постоянными времени на - порпионадьййй ра ности ме заряд запоминающей емкости и большими ..ным значением входного м входного сигнала и его постоянными времени на разряд запоми- уменьшающимся значение . E а нием. сди ампдиту нающей емкости. В качестве анапогового да бестоковой посылки н р и посылки не равна нудю (имеФ блока 9 памяти возможно исподьзование 36 ют место!утечки) то ,у е ки), то на вход аналогового пикового детектора. бдока 12 памяти пост .тупает ток, максиВ процессе увеличения ампдитуды вход- мадьное значение которо î р которого пропорционального сигнала увеличиваются токи через ио разности ме у ампдит жду амплитудами токовой светодиоды 7, 14 и «7. При этом токи и бестоковой посыдок (на

ыдок например -- д через светодиоды 17 и 14, а соответст- 3$ фиг. 2) с" тЙ венно, и через фотодиоды «6 и 13 изме- На выходе аналогового б огового дока 12 папо одинаковому закону, в ре- мяти появляется сигнал, пропориионадьзультате чего вход аналогового блока ный амппитуде входного ток эт б диого тока этого бдо

12 памяти остается обесточенным на ка и поступающий на вход б на вход масштабного весь период нарастания амплитуды вход«40 усидитедя 19. На выходе масштабного ного сигнала и на выходе бдока 12 сйг- усилителя с помощью рЬгудировок поду-. нал 6гсутствует, чают сигнал, составляющий дюбую часть от выходного сигнала блока «2 напримаксимального (установившегося) эначе- 4$ игнад с выхода масштабного усиди ниЯ заканчиваетсЯ заРЯд запоминающей . тед 19 теля, поступая на вычитающий вход емкости аналогового бдока 9 памяти и сумматора 18 анадоговых сигналов, умен на его выходе устанавливается амплиту- шает выхо шает выходной сигиад сумматора «8 на да напряжения, пропорциональная ампди- величину и ичину, пропорционадь{тую д (фиг,2), туде входного сигнала. Это напряжение $0 в результате чего через светодиод 7 провоздействует на входы линейного усиди- текаeT T текает ток, пропорциональный разности теди l5:íåïîñpåäñòâåíío, а на вход ди- (3 3 ) . ую " ус н вив) cooTBBTcTBóþII{èé установивнейного. усилителя 8 через суммато 18 а ор шемуся уровню регистрации (3 фиг. 2). у ц! аналоговых сигналов, в результате чего BIIoab uxo р о { в выходных цепях линейнь{х усилителей, новь приходящий сигнал регистрируется относитедьно установившегося уровня ре а следовательно, и в цепях светодиодов

7и14 о гистрации — { . Время сохранения и 14 появляется ток, пропорционадь - становившегося уровня регистрации опный амплитуде входного сигнала. Ток

I ределяется временами хранения ана{тогопротекающий через светодиод 7, опре- доков и памяти и регудирует-

7 7391 / ся в широких пределах, например, с помощью переменпых резисторов (путем йзменения постоянной времени разряда запоминающих емкостей}. Регупировка времен хранения аналоговых бпоков памяти необходима для обеспечения работы оптоэлектронного входного устройства при различных скоростях передачи дискретной информации (скорости телеграфирования). о

Таким образом-; в предпагаемом оптоэлектронном входном устройстве уровень регистрации принимаемых сигнапов усФанавпивается автоматически, в зависимости or амплитуд токовых и бестоковых. 1s

У посыпок принимаемых сигналов. Соотно шение между автоматически устанавлива" "емым уровнем регистрации . и амплитудами токовых и бестоковых посйпок за"дае ся наперед с помощью регупировок, имеющихся в устройстве (в частности, уровень регистрации может быть уста— новпен равным половине разнссти между амплитудами токовых и бестоковых посы-, пок, и такое соотношение будет сохра- 25 няться при изменении амппитудных параметров принимаемых сигналов).

Предлагаемое оптоэлектронное входное устройство может найти широкое применение в приемниках эпектронных теле- щ графных-аппаратов, в переходных и пре- . образующих, тепеграфных устройствах, на необспуживаемых телеграфнйх ретрансляторах, в автоматических телеграфных станциях, что позволит повысить точность регистрации тепеграфных сигналов, передаваемых по длинным физическим ли« вЂ” ниям, повысить надежность и достоверность связи, упростить настройку и практически полностью искпючить регулиров- 40 ку входного устройства в процессе экс :.=. --: ". йпу атации.

Формула изобретени я

Оптоэпектронное входное устройство, содержащее линейный усилитепь, транзисторный ключ, вход которого соединен с шиной питания через первый фотодиод, .оптически связанный с первым светодиодом, а с общей шиной — через второй фотодиод; оптически связанный со вторым светодиодом, первый вывод которого соединен с шиной питания,. а второй — подкпючен к выходу линейного усилителя, аналоговый блок памяти, вход которого соединен с шиной питания через третий фотодиод, оптически связанный с третьим светодиодом, вкпюченным последоватепьно с первым светодиодом, о т п и ч а- ю щ е е с я тем, что, с целью пойышения точности регистрации однополярных сигналов, передаваемых по длинным физическим линиям, и упрощения настройки в него введены дополнительный линейный и масштабный усилители, сумматор аналоговых сигнапов и аналоговый бпок памяти, вход которого соединен с шиной питания через четвертый фотодиод, оптически связанный с четвертым светодиодом, а с общей шиной — через пятый фотодиод, оптически связанный с пятым светодиодом, включенным последовательно с первым и третьим светодиодами, первый вывод четвертого светодиода соединен с шиной питания, а второй вывод подключен к выходу дополнительного линейного усилителя, вход которого подключен к точке соединения выхода основного

l аналогового блока памяти и суммирующего входа сумматора аналоговых сигналов, выход дополнительного аналогового блока памяти через масштабный усилитель подключен к вычитающему входу сумматора анапоговых сигналов, выход которого соединен с входом основного линейного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ио 427472, кл. Н 03 К 17/56, 1972.

5 2. Авторское свидетельство СССР

% 587624, -кл. Н 03 К 17/78, 1976 (прототип) .

738170

Составитель Ю, Жулин

Редактор В. Романенко Техред H. Бабурка Корректор Е. Папп

Заказ 2574/10 -Тираж 995 . Подписное ЛНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4