Оптоэлектрондық күшейткіштердің жұмыс істеу принипі мен құрылғысы
Оптоэлектрондық сызықты схемасының сипаттамалық мысалы сызықты дифференциалдық күшейткіштіңт орнына жұмыс істей алады 9.9а суретте көрсетілген.Сигналдарды жіберуоптикалық каналы транзисторлы оптопардан құрастырылған және де ол симметриялы болу керек.
Оптопарлар сипаттамасы мен параметрлер бойынша таңдалған.Тыныштық режимінде СИД оптопары арқылы бірдей тоқтар ағылып өтеді(IСД1=IСД2).Оптопардың фототоқтары IСД1 және IСД2 бір біріне бағытталған және DA3 кіріс күшейткішіне еш қатысы жоқ болады.Мүмкін болатын электрлік статикалық режиміндегі уақытша және температуралық өзгерістер және параметрлер компенсацияланады.Бір жағынан DA1 күшейткішіне әсер ететін Uкір кіріс сигналы DA3 күшейткіштерімен күшейтіліп және оптопар арқылы жіберіледі.Оптопарлардың өтпелі сипаттамасының бейсызықтығы ондай құрылғыларда компенсацияланбайды.
9.9 Сурет
Күшейткіштің аналогты (сызықты) оптоэлектронды схемасы;
а-дифференциалдық параметрлік;
б-дифференциалды оптронмен.
Uкір жоғары болғанда O1 оптопардың Ki1 жіберу коэффициенті өзгереді,ал О2 оптопарының Ki2 тұрақты себебі Iсд2 тоқ бекітілген болады.Күшейткіштің бейсызықтық күшейтілуі 1…..5% -дан тұрады,100000 сағат 250C та 5……20% -да Кi тұрақты.
Дифференциалды оптрондардың қолданылу нәтижесінде аналогты сигналдың жіберілу сапасы жоғарылайды.9.9 б суреттегі схемада келтірілген дифференциалдық оптронның көмегімен өтпелі сипаттамасының сызықтығының жақсарту принципін қарастырсақ.Оптронны СИДі екі біртипті идентифтік параметрі бар:ФД1 және ФД2 жарықтандырады.Бұл схемадағы СД светодиод тоғы Iкір тоғымен ғана анықталмай,Iф1 кері тоғы арқылы анықталады;
К1-DA1 ИМС каскадыныі күшейту коэффициенті;Ki1-дифференциалды оптронның СД-ФД1 парының тоғы арқылы жіберу коэффициенті.
Терең кері байланыс кезінде К1Кi1 >>1,СИД тоғы Iсд=Iвх/КI1 және СД-ФД2 оптронның парының фототоғы Iф2=Кi2Iвх/Кi1 болады.Дифференциалды оптрондағы біртипті парлар үшін Кi1 және Кi2 коэффициенттері бірдей.Нәтижесінде iф2(t)=iвх(t) және оптронның сипаттамасының тұрақсызыдғына бейсызықтығына тәуелсіз.Пайдалы сигналдың күшейтілуі DA2 каскады арқылы іске асады.Дифференциалдық оптроны бар күшейткіштің бейсызық кұшейтілуі 0,01……..0,2% құрайды,ал К1 тұрақтылығы 100000 уақыт аралығы үшн 0,075%ға тең.
9.6.
Оптоэлектронды сандық кілттердің құрылғысы және жұмыс істеу принципі
Дискретті диодтың аналогты параметрлерімен әртүрлі типті оптрондардың динамикалық параметрлерімен,транзисторлар және микросхемалармен салыстырғанда,оптрондар аталған құрылғыларға тез жұмыс істеуімен оын береді.Оптрондық схемалар жалпы айтқанда оптикалық байланыссыз біртипті құрылғыларға да тез жұмыс істеуімен орын береді.Тезәрекеттің (быстродействие) төмендетілуі оптронның элементтерінің эксплуатация режиміне сәйкес ажыратылады.Оптронды сәулеленуі және диодты немесе транзисторлы фотоқабылдағыштарда қолданылуы оптронның қабылдағышы және негізгі сыйымдылықты барьері арқылы тезәрекеттілігі анықталады.Мысалы тезәрекетті оптрондардың сәулелендіргіш сыйымдылықтары 20…….300 пФ құрайды,ал фотодиод пен фототранзистордың сыйымдылығы-5….15 пФ болады.Сондықтанда оптронның қайта қосу (переключение) ұзақтығын азайту үшін:1)сәулелендіргіштің кіріс сыйымдылығының зарядтылығын форсироватету 2) фотоқабылдағыштың кіріс сыйымдылығының зарядтылық ұзақтығын төмендету қажет.
Бір уақытты қуатпен қамтамасыз етілген және тұрақты сәулелену ағыны бар сәулелендіргіштің тез қайта қосылуы оптронның басқаруымен іске асады.Ол үшін ең алдымен,жарық ағынын тұрақтылығын қамтамасыз еткенше СИД тура тоғының деңгейін фиксироватету,екіншіден,СИД рұқсат етілген тоқттан асып кетпеуі керек.Сәулелендіргіштің қорек көзінің әмбебап схемасын ,СИДтың жұмыс істеу режимі кез келген схеманың компоненті өзгерген жағдайда да ауыспайтындай қамтамасыз ету керек.
Мысалы ретінде интегралды микросхеманың сәулелендіргіштің қайта қосылуын қарастырсақ.9.10а суретте көрсетілген ИС схемасында,жоғары омдық R резисторы берілген, I тоқтың қайта қосылу принципі қолданылады.Егер Uвых шығыс потенциалы (U0-UСД) кернеуінен артып кетсе,VD диоды жабық (заперт),ал I тоғы жарықсәулелендіргіш диод арқылы ағады және ол тұрақты жарық ағынының генерациясын қамтамасыщ етеді.Қайта қосылғанда ИМС шығыс потенциалы төмендейді,VD диоды ашылады (отпирается),ал бүкіл I тоқ ИМС кірісіне қайта қосылады.Жарық сәулелендіргіш диод тез ашылады.ИМС кірісі ретінде ИМС типті ТТЛ,сонымен қатар ИМС эмиттерлі байланысын қолдануға болады.
9.10
Кіріс оптронымен ИМС үйлесімділігі
а-диод пен резистордың көмегімен;б-транзистордың күшейткіші көмегімен.
