Главная | Обратная связь

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ОПТРОНА

5. Структурная схема оптрона

На рис. 5 приведена типовая структурная схема оптрона.

Входное устройство ВхУ служит для преобразования входных сигналов в такие, которые обеспечивают эффективную работу излучателя И. При запуске оптрона, например от логической интегральной микросхемы, необходимообеспечить усиление тока с 0,1.. 1 до 10... 15 мА. Дополнительные требования к входному устройству: экономичность, достаточно высокое быстродействие (не снижающее быстродействия оптрона в целом).

Основные требования, предъявляемые к излучателю оптрона, состоят в достижении высокого КПД электронно-оптического преобразования, высокого быстродействия и узкой направленности излучения. Кроме того, обычно желательно, чтобы минимальный входной ток был невелик (примерно 1 мА); для линейных систем важен также широкий динамический диапазон входных токов, т. е. широкий диапазон токов, в котором квантовая эффективность излучателя и соответственно коэффициент передачи по току оптрона постоянны.

Назначение оптического канала ОК — максимально полная передача энергии оптического сигнала от излучателя И к фотоприемникам ФП, которая требует высокого пропускания оптического сигнала без искажения формы. При этом необходимо обеспечить минимальное рассеяние излучения в стороны во избежание влияния на другие чувствительные к оптическому сигналу элементы устройства и максимальную защиту от внешнего излучения во избежание ложных срабатываний оптрона.

Принципиальная возможность управления свойствами оптического канала (например, с помощью электрооптических или магнитооптических эффектов) обеспечена введением в структурную схему оптрона устройства управления УУ. При этом изменение выходного сигнала можно осуществлять как по электрическому входу оптрона, так и по оптическому входу фотоприемника. Возможны и другие конструктивные изменения оптического канала, изменяющие функции оптрона. Так, оптрон с открытым ОК (воздушный зазор между Ии ФП) пригоден для считывания ин-формации с перфоносителей, перемещающихся в этом зазоре. Выбирая оптический канал, который меняет свойства при внешних неэлектрических воздействиях, можно получить разнообразные оптоэлектронные датчики.

В ФП происходит преобразование оптического сигнала вэлектрический с минимальными потерями его информативности, что требует высокой фоточувствительности ФП при достаточном быстродействии. Иногда ФП выполняет и функцию предварительного усиления фотосигнала. Очевидно, что эффективность работы цепочки «И-ОК-ФП» может быть реализована лишь при согласовании спектральных характеристик всех входящих в нее элементов.

Наконец, выходное устройство ВыхУ обеспечивает преобразование сигнала ФП в стандартную форму, удобную для передачи в следующие за оптроном каскады (чаще всего это аналоговые или цифровые микросхемы или полупроводниковые ключи). Так же как и для входного устройства, здесь имеют значение быстродействие.

Таким образом, для всех звеньев оптрона важны КПД того пре-образования, которое в этом звене осуществляется, и быстродействие. При этом необходимо согласование элементов по оптическим и электрическим характеристикам (по спектральной — в цепи «излучатель — оптический канал— фотоприемник»; по электрическим — в цепях «входное устройство — излучатель» и «фотоприемник — выходное устройство » ); Недопустимым условиям эксплуа­тации (диапазон рабочих температур, срок службы, механическая прочность и т. п.); по конструктивно-технологическим признакам. Обеспечение согласования и совместимости элементов — центральная задача оптимального конструирования оптронов.