 |
|
Специальные оптроны
Как уже указывалось выше в разделе 3 специальные оптроны отличаются от оптопар и ОИС конструкцией ОК. В основном специальные оптроны классифицируются по типу оптического канала:
 |
рис.47
Оптроны с открытым ОКиспользуются в качестве оптоэлектронных датчиков , которые работают в режимах:
· прерывания светового сигнала (оптронные датчики прерыватели или оптороны-прерыватели),
· отражения излучаемого светового пучка от объекта (оптронные отражательные датчики или оптроны-отражатели).
В качестве оптронов-прерывателей и отражателей широкое распространение получили оптроны серии АОД111, в которых в качестве СИД используются диоды на основе GaAs, а приемниками служат кремниевые ФД. Оптронные датчики с открытым ОК имеют небольшой коэффициент передачи по току KI , который составляет единицы-десятые доли %. В связи с этим оптроны-датчики содержат интегральный усилитель, для усиления сигналов до уровня, необходимого для подключения последующих электронных устройств регистрации и отображения информации (индикаторы, экраны, ЭЛТ и т.д.).
Оптроны-прерыватели реагируют на пересечение ОК каким-либо предметом (прерывателем), в результате чего введение в зазор между СИД и ФП тех или иных материальных объектов приводит к изменение уровня потока Ф и вызывает соответственно изменение выходного тока ФП.
Схема датчика оптрона-прерывателя приведена на рис.48, где: СУ -система управления, обеспечивающая рабочий режим СИД (непрерывный или импульсный); СР - система регистрации данных; УС - интегральный усилитель фототока IФП(Ф2) ФП; Ф1 и Ф2 - соответственно поток , излучаемый СИД, и измененный поток, засвечивающий ФП.
Поток Ф2 и Iфп(Ф2) изменяются в зависимости от прозрачности объекта, поэтому такие датчики могут использоваться для определения коэффициентов пропускания и отражения различных оптических материалов (оптических фильтров, фотоматериалов, голограмм и т.д.).
Если в качестве прерывателя используется непрозрачный объект, то в датчике происходит обрыв связи между парой СИД-ФП (Ф2 =0) и с выхода УС на вход СР поступает напряжение Uвых логического 0. При отсутствии прерывателя Ф1 = Ф2 и с выхода УС поступает уровень логической 1. Такие устройства получили распространение в качестве:
· счетчиков,
· устройств считывания информации с перфолент ЭВМ,
· противопожарных датчиков дыма в помещениях и т.д.
Оптроны- отражателиреагируют наизменение потока Ф, который зависит от:
· расстояния до объекта,
· коэффициента отражения и шероховатости (чистоты) поверхности,
· спектральных свойств объекта (отражение с изменением длины падающего светового излучения).
Схема оптронного отражателя изображена на рис.49.
На рисунке введены обозначения: ГИ - генератор сигналов (непрерывных или импульсных), СР - система регистрации (индикации), УС - интегральный усилитель.
Оптроны-отражатели используются в качестве датчиков:
· автоматического слежения за объектами,
· контроля состояния объектов (дефектов, шероховатости поверхности),
· контроля состава среды (загрязнения, загазованности и т.д).
Оптроны с закрытым ОК, как уже отмечалось выше, представляют собой приборы, в которых ОИ и ФП соединены между собой с помощью гибкого ВОС (волоконно-оптический кабель или оптическое волокно). Протяженность ОК составляет от единиц см до нескольких десятков м. В этом случае оптрон функционирует в виде короткой волоконно-оптической линией связи, которая передает сигналы со скоростью до десятков-сотен Мбит/с. Как правило, такие оптроны используются в цифровых системах передачи и обработки информации, например, в цифровых АТС для бесконтактного соединения между собой межблочных узлов в стойках или для межстоечных соединений в пределах одного или нескольких помещений.
Оптроны с ВОС находят все более широкое применение в разрабатываемой микроэлектронной аппаратуре. Это вызвано не только обеспечением высокой гальванической развязки, но и следующими существенными преимуществами оптронов такого типа:
1. высокая помехозащищенность канала передачи, обусловленная невосприимчивостью к электромагнитному излучению;
2. конфиденциальность (скрытность) передачи информации, благодаря отсутствию излучения ОК, за счет чего обеспечивается высокая степень защиты от несанкционированного доступа, так как для получения информации необходимо физическое нарушение ОК с помощью вскрытия оболочки ОВС;
3. высокая информационная пропускная способность ОК до сотен Мбит/с.
Литература
1. Верещагин И.К., Косяченко Л.А., Кокин С.М. Введение в оптоэлектронику.- М.:Высш.школа, 1991.
2. Шарупич Л.С., Тугов Н.М. Оптоэлектроника. - М.: Энергоатом-издат, 1984.
3. Гауэр Дж. Оптические системы связи.- М.: Радио и связь, 1989.
4. Василевский А.М., Кропоткин М.А., Тихонов В.В. Оптическая электроника. - Л.: Энергоатомиздат, 1990.
5. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. Учеб. пособие для вузов. - М.: Высш.школа, 1982.-495.
6. Суэмацу Я., Катаока С., Кисино К. и др. Основы оптоэлектроники. Пер. с япон. - М.: Мир, !988.