SU1179109A1 - Apparatus for measuring radiation rate - Google Patents

Description

Изобретение относится к устройствам для ' регистрации потоков излучения и может быть использовано в аппаратуре для считывания полутоновых изображений в ЭВМ.The invention relates to devices for detecting radiation fluxes and can be used in equipment for reading halftone images in a computer.

Цель изобретения - повышение быстродействия регистрации слабых потоков излучения.The purpose of the invention is to increase the speed of registration of weak radiation flows.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство содержит фотодиод 1, операционный усилитель 2, первый резистор 3 и второй резистор 4, схему 5 запоминания уровня, электронный ключ 6, источник 7 питания, элемент 8 задержки, генератор 9 тактовых импульсов, дополнительный фотодиод 10, светодиод 11, триггер 12, схему сравнения и дополнительный источник питания. Анод фотодиода 1 подключен к неинвертирующему входу операционного усилителя 2, а его катод — к корпусной шине. Инвертирующий вход усилителя 2 через резистор 3 подключен к корпусной шине и через резистор 4 — к выходу уси- , лителя, который также подключен к входу схемы 5 запоминания уровня и к одному входу схемы 13 сравнения, другой вход которой подключен к источнику 14 напряжения, а выход - к одному из входов установки ”0” триггера 12, вход установки ”1” которого подключен к выходу элемента 8 задержки, а выход - к одному входу электронного ключа 6. Генератор 9 тактовых импульсов (ГТИ) подключен к управляюще-. му входу схемы 5 запоминания уровня, к другому входу установки ”0” триггера 12 и к входу элемента 8 задержки. Другой вход электронного ключа 6 подключен к источнику 7 напряжения, а выход — к аноду светодиода 11, катод которого подключен к корпусной шине. Светодиод И оптически спязан с дополнительным фотодиодом 10, катод которого подключен к неинвертирующему входу усилителя 2, а анод — к его инвертирующему входу.The device contains a photodiode 1, an operational amplifier 2, a first resistor 3 and a second resistor 4, a level storage circuit 5, an electronic switch 6, a power supply 7, a delay element 8, a clock generator 9, an additional photodiode 10, an LED 11, a trigger 12, a circuit comparisons and an additional power source.  The anode of the photodiode 1 is connected to the non-inverting input of the operational amplifier 2, and its cathode is connected to the chassis bus.  The inverting input of amplifier 2 through a resistor 3 is connected to the chassis bus and through resistor 4 to the output of an amplifier, which is also connected to the input of level memory circuit 5 and to one input of comparison circuit 13, the other input of which is connected to voltage source 14, and the output is to one of the inputs of the installation “0” of trigger 12, the input of the installation “1” of which is connected to the output of the delay element 8, and the output to one input of the electronic key 6.  The generator 9 clock pulses (GTI) is connected to the control.  mu input of the circuit 5 of the level memorization, to the other input of the “0” setting of the trigger 12 and to the input of the delay element 8.  Another input of the electronic key 6 is connected to a voltage source 7, and the output to the anode of the LED 11, the cathode of which is connected to the housing bus.  The LED And is optically coupled to an additional photodiode 10, the cathode of which is connected to the non-inverting input of the amplifier 2, and the anode to its inverting input.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

динамической погрешности, обусустановлением напряжения на фоВыходной импульс ГТИ 9, заэлементом 8, устанавливает триг”1”. Задержка введенаdynamic error, by setting the voltage to the output pulse of the GTI 9, element 8, sets the trigger "1". Delay introduced

При включении устройства выходной импульс ГТИ 9 устанавливает триггер 12 в ”0”. Без этой операции триггер 12 в момент включения оказался бы в неопределенном состоянии (или ”0”, или ”1” на его выходе) и алгоритм работы устройства был бы нарушен. По выходному импульсу ГТИ 9 схема 5 запоминания уровня осуществляет временную выборку выходного напряже50When you turn on the device, the output pulse of the GTI 9 sets the trigger 12 to "0". Without this operation, trigger 12 at the moment of switching on would be in an undefined state (either “0” or “1” at its output) and the algorithm of the device would be violated. According to the output pulse of the GTI 9, the level storage circuit 5 temporarily samples the output voltage 50

1179109 2 ния усилителя 2. Эта операция служит для устранения ловленной тодиоде 1. держанный гер 12 в состояние для того, чтобы к моменту установки триггера 12 в ”1” схема 5 запоминания уровня была заперта. С появлением на выходе триггера 12 сигнала электронный ключ 6 подключает источник 7 напряжения к аноду светодиода 11, который начинает излучать световой поток, падающий на дополнительный фотодиод 10, в котором возбуждается фототок, который начинает разряжать емкость · фотодиода 1. Величину этого фототока, которая задается напряжением источника 7, выбирают в несколько раз большей максимального внутреннего фототока фотодиода 1 (во внешней цепи фототок фотодиода 1 практически не протекает, так как фотодиод нагружен на большое входное сопротивление операционного усилителя), соответствующего максимальному измеряемому световому потоку. В этом случае даже при максимальном световом потоке, падающем на фотодиод 1, фототок фотодиода 10 будет разряжать емкость фотодиода 1. В момент времени, когда напряжение на выходе усилителя 2 становится равным напряжению на выходе источника 14 · (при минимальном исследуемом излучении), срабатывает схема 13 сравнения и по ее выходному сигналу триггер 12 устанавливается в ”0”. При этом электронный ключ 6 отключает светодиод 11 от выхода источника 7, излучение светодиода И пропадает. Так как между дополнительным фотодиодом 10 и светодиодом 11 существует только оптическая связь, то в моменты включения и выключения светодиода 11 паразитный заряд в емкость (базу) фотодиода 1 не вносится. В результате напряжение на фотодиоде 1 и для малых значений световых потоков устанавливается только за счет его нарастания до уровня, определяемого текущим значением потока излучения, и дополнительного времени на рассасывание паразитного заряда не требуется. Все это приводит к существенному повышению быстродействия регистрации слабых потоков излучения фотодиодом.1179109 2 amplifier 2. This operation serves to eliminate the caught diode 1. held Ger 12 in state so that by the time the trigger 12 is set to “1”, the level memory circuit 5 is locked. With the appearance of the signal at the output of trigger 12, the electronic switch 6 connects the voltage source 7 to the anode of the LED 11, which starts emitting a light flux incident on the additional photodiode 10, in which a photocurrent is excited, which starts to discharge the capacitance of photodiode 1. The value of this photocurrent, which is set voltage of the source 7, select several times greater than the maximum internal photocurrent of photodiode 1 (in the external circuit, the photocurrent of photodiode 1 practically does not leak, since the photodiode is loaded at a large input impedance operational amplifier) corresponding to the maximum measured luminous flux. In this case, even with the maximum light flux incident on the photodiode 1, the photocurrent of the photodiode 10 will discharge the capacitance of the photodiode 1. At the time when the voltage at the output of the amplifier 2 becomes equal to the voltage at the output of the source 14 · (with the minimum investigated radiation), the circuit 13 comparison and on its output signal, the trigger 12 is set to "0". In this case, the electronic key 6 disconnects the LED 11 from the output of the source 7, the radiation of the LED And disappears. Since there is only optical communication between the additional photodiode 10 and LED 11, at the moments of turning on and off the LED 11, a parasitic charge is not introduced into the capacitance (base) of photodiode 1. As a result, the voltage at the photodiode 1 and for small values of the light flux is established only due to its increase to a level determined by the current value of the radiation flux, and additional time is not required for the absorption of the parasitic charge. All this leads to a significant increase in the speed of registration of weak radiation fluxes by a photodiode.

Изобретение позволяет значительно повысить скорость регистрации слабых потоков излучения фотодиодом.The invention can significantly increase the registration rate of weak radiation fluxes by a photodiode.

ВНИИПИ Заказ 5651/39VNIIIPI Order 5651/39

Тираж 897Circulation 897

ПодписноеSubscription

Филиал ППП ’’Патент”, г, Ужгород, ул. Проектная, 4Branch of PPP ’’ Patent, Uzhhorod, st. Project, 4

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащее фотодиод, операционный усилитель, инвертирующий вход которого через первый резистор соединен с корпусной шиной и через второй резистор - с его выходом и с входом схемы запоминания уровня, электронный ключ, подключенный к его входу источник пита- ния, элемент задержки, к входу которого и к управляющему входу схемы запоминания уровня подключен генератор тактовых импульсов, к неинвертирующему входу операционного усилителя подсоединен анод фотодиода, катод которого подключен к корпусной шине, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия регистрации слабых потоков излучения, в устройство введены дополнительный фотодиод, оптически связанный с ним светодиод, триггер, схема сравнения, дополнительный источник питания, подключенный к одному из входов схемы сравнения, другой вход которой подключен к выходу операционного усилителя, а выход схемы сравнения — к одному из входов установки ”0” триггера, другой вход установки ”0” соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход установки ”1” — с элементом задержки, а выход триггера подключен к управляющему входу электронного ключа, выход которого соединен со светодиодом, подключенным к корпусной шине, а дополнительный фотодиод включен между входами операционного усилителя.A DEVICE FOR REGISTRATION OF RADIATION, containing a photodiode, an operational amplifier, the inverting input of which is connected through the first resistor to the housing bus and through the second resistor to its output and to the input of the level memory circuit, an electronic key, a power supply connected to its input, a delay element , to the input of which and to the control input of the level memory circuit, a clock pulse generator is connected, the anode of the photodiode is connected to the non-inverting input of the operational amplifier, the cathode of which is connected to the chassis bus e, characterized in that, in order to increase the detection speed of weak radiation fluxes, an additional photodiode, an optically coupled LED, a trigger, a comparison circuit, an additional power source connected to one of the inputs of the comparison circuit, the other input of which is connected to the output of the operational amplifier, and the output of the comparison circuit is connected to one of the inputs of the trigger setup “0”, the other setup input ”0” is connected to the output of the clock generator, the setup input ”1” to the delay element, trigger output connected to the control input of the electronic switch, whose output is connected to the LED, connected to the bus housing, and the additional photodiode is connected between the operational amplifier inputs. SU ,1179109SU, 1179109