SU1545092A1 - Photometer - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  отношени  мощностей в двух каналах оптического излучени . Цель изобретени  - повышение точности измерени  отношени  мощностей. Это достигаетс  тем, что в фотометр, содержащий два операционных усилител , резистор, введен компаратор, интегрирующий конденсатор, коммутирующий элемент с устройством управлени , таймер. При этом точность измерени  ограничиваетс  лишь точностью временной прив зки и линейностью интегрирующего каскада. Измер емое отношение определ ет врем  срабатывани  компаратора, при этом оцифровываетс  посредством таймера. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.The invention relates to a measurement technique and is intended to measure the power ratio in two channels of optical radiation. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the power ratio measurement. This is achieved by introducing a comparator in the photometer containing two operational amplifiers, a resistor, an integrating capacitor, a switching element with a control device, a timer. At the same time, the measurement accuracy is limited only by the accuracy of the time reference and the linearity of the integrating stage. The measured ratio determines the response time of the comparator and is digitized by means of a timer. 1 hp ff, 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  отношени  мощностей в двух каналах оптического излучени , например при измерени х затухани  или коэффициента делени  в интегрально-оптических схемах.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the power ratio in two channels of optical radiation, for example, when measuring attenuation or division ratio in integrated optical circuits.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  отношени  мощностей светового излучени  в каналах оптического излучени .The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the ratio of the power of light radiation in the channels of optical radiation.

На чертеже представлена структурна  схема фотометра.The drawing shows a structural diagram of the photometer.

Фотометр содержит фотодиоды 1 и 2, операционные усилители 3 и 4, компаратор 5, устройство 6 управлени , коммутирующий элемент 7, таймер 8, резистор 9 и интегрирующий конденсатор 10.The photometer contains photodiodes 1 and 2, operational amplifiers 3 and 4, comparator 5, control device 6, switching element 7, timer 8, resistor 9, and integrating capacitor 10.

При этом таймер 8 содержит генератор 11 импульсов, счетчик 12 импульсов, триггер 13 и элемент НЕ 14. Первый и второй выходы фотодиода 1 подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам первого операционного усилител  3, между инвертирующим входом и выходом которого включен резистор 14. Первый выход фотодиода 2 подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилител  4, второй вход фотодиода 2 подключен к первому входу коммутирующего элемента 7, второй вход которого подключен к общей шине устройства, а выход его подключен к инвертирующему входу второго операционного усилител  4, между инвертирующим входомIn this case, timer 8 contains a pulse generator 11, a pulse counter 12, a trigger 13 and an HE element 14. The first and second outputs of the photodiode 1 are connected respectively to the non-inverting and inverting inputs of the first operational amplifier 3, between which the inverting input and the output are turned on. the photodiode 2 is connected to the non-inverting input of the second operational amplifier 4, the second input of the photodiode 2 is connected to the first input of the switching element 7, the second input of which is connected to the common bus of the device, and its output By connecting to the inverting input of the second operational amplifier 4, between the inverting input

СПSP

4Ь4b

Р1 §P1 §

юYu

и выходом которого включен интегрирующий конденсатор 10. Выходы операционных усилителей 3 и 4 подключены к входам компаратора 5, выход кото- рого подключен к первому входу таймера 8 и к входу устройства 6 управлени , выход которого подключен к управл ющему входу коммутирующего элемента 7 и к второму входу таймера 8, подключенному к входу элемента НЕ 14, выход которого подключен к входу записи триггера 13, выход которого подключен к управл ющему входу генератора 11, выход которого подключен к входу счетчика 12, причем первый вход таймера 8 подключен к входу сброса триггера 13, Устройство б управлени  выполнено в виде элемента задержки с временем задержки Ј3011° качест- ве коммутирующего элемента 1 может быть использовано реле с нормально замкнутыми и нормально разомкнутыми контактами (входами).and the output of which included the integrating capacitor 10. The outputs of the operational amplifiers 3 and 4 are connected to the inputs of the comparator 5, the output of which is connected to the first input of timer 8 and to the input of the control device 6, the output of which is connected to the control input of the switching element 7 and to the second the input of the timer 8 connected to the input of the HE element 14, the output of which is connected to the recording input of the trigger 13, the output of which is connected to the control input of the generator 11, the output of which is connected to the input of the counter 12, and the first input of the timer 8 is connected ene entry to reset the flip-flop 13, a control apparatus used is designed as a delay element with a delay time Ј3011 ° qualitative ve switching element 1 can be used to relay normally closed and normally open contacts (inputs).

Устройство работает следующим об- разом.The device works as follows.

Оптическое излучение мощностью Рц и Р в каналах падает на фотодиоды 1 и 2, в цеп х которых вырабатываютс  фототоки 1ф, ,, ; . Фототоки 1ф, и 1фг преобразуютс  в операционном усилителе 3 с резистором 9 в посто нный уровень U4-R-,,,.., а в операционном усилителе 4 с интег- | рисующим конденсатором 10 - в пилооб1Optical radiation with a power of Pc and P in the channels falls on photodiodes 1 and 2, in whose circuits photocurrents 1p, are generated; . Photocurrent 1ph, and 1 fg are converted in the operational amplifier 3 with a resistor 9 into a constant level U4-R - ,,, .., and in the operational amplifier 4 with an integrated | draw capacitor 10 - in pilob1

С WITH

разное напр жение U,-, (t) г Idifferent voltage U, -, (t) g I

где R - величина резистора 9j С - емкость конденсатора 10| t - текущее врем .where R is the value of the resistor 9j С is the capacitance of the capacitor 10 | t is the current time.

Выходные напр жени  усилителей 3 и 4 подаютс  на входы компаратора 5, в котором вырабатываетс  импульс конца счета. Импульс с выхода компаратора 5 задерживаетс  в устройстве 6 уп- равлени  на врем  ад и затем поступает на управл ющий вход коммутирующего элемента 7. На инвертирующем входе операционного усилитеп  4 устанавливаетс  нулевой потенциал и конденсатор 10 разр жаетс  в течение времени ,The output voltages of amplifiers 3 and 4 are fed to the inputs of comparator 5, in which the counting pulse is generated. The pulse from the output of the comparator 5 is delayed in the control device 6 for the time hell and then fed to the control input of the switching element 7. At the inverting input of the operation amplifier 4 a zero potential is established and the capacitor 10 is discharged for a time

По окончании задержанного импульса с выхода компаратора 5 (по концу им- пульса на выходе устрийства 6) элемент 7 подключает второй Вход фотодиода 2 к операционному усилителю 4 и одновременно через элемент НЕ,, 14 эаписываетс  1 в триггер 13, генератор 11 импульсов начинает вырабатывать импульсы , которые считаютс  счетчиком 12, При равенстве напр жений U.U компаратор 5 вырабатывает импульс конца счета, который подаетс  на вход сброса триггера 13, сигнал с выхода которого прекращает работу генератора 11 импульсов. Цикл измерени  повтор етс . При этом каждый раз счетчик 12 подсчитывает число импульсов, пропорциональное времениAt the end of the delayed pulse from the output of the comparator 5 (at the end of the pulse at the output of device 6), element 7 connects the second input of photodiode 2 to the operational amplifier 4 and simultaneously through the element HE, 14 is written 1 to the trigger 13, the generator 11 pulses begins to generate pulses which are considered to be counter 12. When the voltages UU are equal, the comparator 5 generates a pulse of the counting end, which is fed to the reset input of the trigger 13, the signal from the output of which stops the operation of the pulse generator 11. The measurement cycle is repeated. At the same time, each time counter 12 counts the number of pulses proportional to time.

IfЈj.RC . IfЈj.RC.

K«RCK "RC

КлCl

.Ei. Рй.Ei. Ry

т.е. пропорциональное отношению оптических мощностей.those. proportional to the ratio of optical power.

Предлагаемый фотометр позвол ет повысить точность измерени  отношени  мощностей в каналах за счет сн ти  ограничений по точности измерени  отношени  аналогового делител .The proposed photometer makes it possible to increase the accuracy of measuring the power ratio in the channels by removing the limitations on the accuracy of measuring the ratio of the analog divider.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula 1, Фотометр, содержащий два измерительных канала, включающих два-фотодиода , два операционных усилител  и резистор, причем первый и второй входы первого фотодиода подключены соответственно к неинвертирующему и инвертирующему входам первого операционного усилител , первый выход второго фотодиода подключен к неинвертирующему входу второго операционного усилител , резистор подключен между инвертирующим входом первого операционного усилител , и его выходом, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  отношени  оптических мощностей в каналах, в него введены компаратор, интегрирующий конденсатор, коммутирующий элемент, устройство управлени  и таймер, причем интегрирующий конденсатор включен между инвертирующим входом второго операционного усилител  и его выходом, входы коммутирующего элемента подключены соответственно к второму выходу второго фотодиода и к общей шине фотометра, выход коммутирующего элемента подключен к инвертирующему входу второго операционного усилител , выходы операционных усилителей подключены к входам компаратора, выход которого прдключен к первому входу таймера и к входу устройства управлени , выход которого подключен к управл ющему входу комму5154509261, A photometer containing two measuring channels including two photodiodes, two operational amplifiers and a resistor, the first and second inputs of the first photodiode connected to the non-inverting and inverting inputs of the first operational amplifier, the first output of the second photodiode connected to the non-inverting input of the second operational amplifier, a resistor is connected between the inverting input of the first op amp, and its output, which is different from the fact that, in order to improve the measurement accuracy of the optical ratio power in the channels, a comparator integrating a capacitor, a switching element, a control device and a timer are inserted into it, the integrating capacitor is connected between the inverting input of the second operational amplifier and its output, the inputs of the switching element are connected respectively to the second output of the second photodiode and to the common bus of the photometer , the output of the switching element is connected to the inverting input of the second operational amplifier, the outputs of the operational amplifiers are connected to the inputs of the comparator, the output d is prdklyuchen timer to the first input and to the input of the control device, whose output is connected to the control input kommu515450926 тирующего элемента и второму входу - управлени  выполнено в виде элементаtatuyu element and the second input - control is made in the form of an element задержки с временем задержки, большим времени разр да интегрирующего конденсатора от максимального знатаймера .delays with a delay time greater than the time of the discharge of the integrating capacitor from the maximal time. 2. Фотометр по п..1, о т л изадержки с врем шим времени раз конденсатора от2. The photometer according to claim 1, about 1 ton of delay with the time times the capacitor from ающийс  тем, что устройство чени  до нул .This is due to the fact that the device is zero. управлени  выполнено в виде элементаcontrol is made as an element задержки с временем задержки, большим времени разр да интегрирующего конденсатора от максимального знаdelays with a delay time greater than the discharge time of the integrating capacitor from the maximum value