SU1603200A1 - Позиционно-чувствительный датчик оптического излучени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике. Цель изобретени  - расширение динамического диапазона позиционно-чувствительного датчика на основе преобразователей ток-нап (ПТН). Позиционно-чувствительный датчик оптического излучени  содержит четырехквадрантный фотоприемник и блок электроники, включающий в себ  п ть ПТН, суммарно-разностное устройство, инвертор и четыре резистора, подключенных с выхода инвертора к входам четырех ПТН, причем величина резисторов в четыре раза превышает коэффициент преобразовани  п того ПТН. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в след идах и контрольно-измерительных системах на основе Позиционных фотодиодов.

Цель изобретени  - расширение динамического диапазона датчика.

На чертеже представлена функциональна  схема датчика.

Датчик состоит из четырехквадрант- ного фотоприемника 1, фотодиоды 1.1- 1.4 которого соединены с входами пре-- образоватёлей ток - напр жение (ПТН) 2-5. Сигналы с выходов ПТН 2-5 поступают на входы суммарно-разностного устройства 6, формирующего позиционные сигналы.

Обща  подложка фотодиодов подклю- чена к входу п того ПТН 7, выход которого подключен к входу инвертора 8 напр жени , а выход инвертора 8 через резисторы 9-12 подключен к фотодиодам 1.1-1.4, причем номиналы резисторов 9-12 в четыре раза превьша ют номинал резистора п того ПТН, а ног-1инал этого резистора, в свою очередь , выбираютс  достаточно малым с целью обеспечени  работоспособнос-i ти ПТН 7 во всем динамическом диапазоне .

Устройство работает следуюищм образом.

На вход каждого из ПТН 2-5 поступает ток, генерируемый соответствуСО

Ю

3t6

ющим из фотодиодов 1.1-1.4 фотопр ем- ника 1. Через резисторы 9-12 на входы ПТН 2-5 соответственно поступает ток, равный по величине среднему-

значению тока всех фотодиодов фото приемника 1, а по направлению обрат- ный ему.

Вследствие этого каждый из преобразователей 2-5 преобразует только ток разности током соответствующего из фотодиодов 1.1 - 1.4 и тсгком, равным среднему значению тока всех фо- тодиодов.4

Ток подложки фотодиодов 1 1

- ток 1-го фотодиода фотопригде I;- ешшка 1.

Дл  всех соотношение

ПТН

и

. dbix

2-5 и 7 справедливо -lekR, где Ugbix

-

выходные напр жени  ПТН; Igji - входные токи ПТН; R - номиналы резисторов в цеп х обратной св зи ПТН (R,

R

.3

Ra ) RS 7

Дл  п того ПТН напр жен11е на значение ,, 7

выходе принимает

-I

R7

п

Сигнал

1;-ь

«м

7«

--г:.

.на выходе инвертора «t

ииб - - -j- t С учетом того.

что R

RIO

R , R сг 4K.;f и потенциалы на одах ПТН равны нулю, токи компенции на входах ПТН 2-5 принимают ачение4

i;-Rr

-«МП

ицнб... Зк 4Rt

1

Таким образом, ток компенсации, возникающий в каждом из ПТН 2-5 равен среднему значению токов всех фотодиодов фотоприемника 1 и имеет обратное им направление, т.е. каждый из ПТН 2-5 преобрйзует ток

ПТН

I .

.Реализаци  устройства по приведенной схеме позвол ет исключить из преобразовани  ПТН 2-5 посто нную токовую составл ющую, не несущую ин- форации о положении энергетического центра т жести регистрируемого излучени , что расшир ет динамический диапазон работы датчика. При этом оптимальным соотношением номиналов ;

20

й

25

зисторов ПТН 2-5 и 7 R2

R,

4 его

30

5 5 7  вл етс  равенство

отношению динамических диапазонов

фотодиодов и ПТН.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Позиционно-чувствительный датчик оптического излучени , содержащий четырехквадрантньш фотоприемник, выполненный на основе четырех фотодиодов на общей подложке, четыре преобразовател  ток - напр жение с оди- наковь1ми коэффициентами преобразовани  и суммарно-разностное устройство , при этом выходы фотодиодов подключены к входам преобразователей ток - напр жение, выходы которых подключены к суммарно-разностному устройству , отличающийс  тем, что, с целью расширени  динамического диапазона датчика, в него введены п тый преобразователь ток - напр жение, инвертор и четыре резистора , причем выход подложки фотодиодов подключен к входу п того пре- обра.зовател  ток - напр жение, выход которого подключен к входу инвертора , выход инвертора через четыре резистора подключен соответственно к входам каждого из четьрех преобразователей ток - напр жение, цри этом номинал каждого введ.енного резистора в четыре раза превьш1ает коэффициент преобразовани  п того преобразовател  ток - напр жение.

   35

   40

   Составитель Е. Маколкин Редактор А. Отар Техред М.Дидык

   Корректор А. Осауленко

   Заказ 3377

   Тираж 429

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

   Подписное