CS231283B1 - Linearizovaný optoelektronický převodník s indikáciou nuly - Google Patents

Description

Vynález: ea týká 1inearizovanéh® optoelektronického prevodníka s indikáciou nuly, v ktorom sa rieši linearizácia prevodovej charakteristiky izolačného člena pre galvanické eddo*· lenie analogových signálov a to bez potřeby akéhokolvek výběru - párovania optronov. Vynález rieši tiež dostatočnú citlivost indikócie nulovej hodnoty vstupného signáluo

Doposial’ známe optoelektronické převodníky pracujú s vylúčením nelinearity prevodovej charakteristiky samotného optronu na základe výběru vhodnéj dvojice optronov a vhodného zapojenia spárovanej dvojice, pri ktorom sa kompenzujú nelinearity. Pri týchto prevodníkoch je potřebné nastavovat kl’udové pracovně body v oblasti najmenších nelinearft, čím sa rieši a j přenos signálov obidvoch polarit. Výhodou je sice potřeba iba dvoch optronov, ale závažným nedostatkom je nevyhnutnost párovania optronov a tiež nastavovania a udržiavania kTudových pracovných bodov. Nie je přitom možné využit dostatočne širokú oblast nelineárhej prevodovej charakteristiky optronu. Příslušné napájacie napátia musia byť stabilizované, inak silné ovplyvňujú linearitu prevodovej charakteristiky optoelektronického prevodníka. Běžným nedostatkom doterajších optoelektronických prevodníkov je tiež nízká citlivost indikácie nulovej hodnoty vstupného signálu.

Vyššie uvedené nedostatky sú odstránené linearizovaným optoelektronickým prevodníkom β indikáciou nuly podl’a vynálezu, ktorého podstata je v tom, že dvojica náhodné vybraných optronov s antiparalelne spojenými žiaričmi je připojená na výstup napátovo-prúdového prevodníka, druhá dvojica náhodné vyhraných optronov má antiparalelne spojené žiariče zapojené medzi výstup prúdového zosilňovača a vstup linearizačného prúdovo-nap&tového prevodníka. Receptory prvej dvojice optronov ma2:

231 283 jú navzájom. epojenédva nesúhlasné vývody a připojené na dvojicu nesúhlaených vývodov receptorov druhej dvojice ©ptrenov® Takto vytvořený uzol je připojený na vstup prúdového zosilňovača« ZVyšné dva, navzájem nesúhlasné vývody receptorov prvej dvojice optronov, sú přepojené do dvoch uzlov, avšak a každému z nich zodpovedájúcim jedným súhlasným vývodom a dvoch doposial zvyšných, navzájom nesúhlasných vývodov receptorov druhé j dvojice optronov. Takto vytvořený jeden uzol s navzéjom súhlasným vývodom receptora z prvej a druhej dvojice optronov je připojený na prvý jednosměrný zdroj a druhý uzol, ktorý má voči prvému uzlu nesúhlasné vývody receptorov, je připojený na druhý jednosměrný zdroj. Podstata vynálezu je tiež v tom, že linearizačný prúdovonapáťový převodník s analogovým výstupom má minimálně tri linearizačné potenciometre. Nakoniec podstata vynálezu spočívá ešte v tom, že napát?ovo-prúdový převodník má zvláštny vstup pře zvýšenie citlivosti nuly, na ktorý je připojený jeden pol antiparalelných diod*

Tým že v linearizovanom optoelektronickom převodníku s indikáciou nuly podTa vynálezu nie sú potřebné párované optrony, je realizácia prevodníka značné hospodárnéjšiao Vynálezom sa dosahuje nielen vyšší účinok, ale aj nový účinok, pretože převodník možno realizovať aj vtedy, keď hie je k dispozici! dostatočné množstvo optronov, z ktorých by bolo možné vybrat? optrony s predpísánou toleranciou převodových charakteristik®

V linearizovanom optoelektronickom převodníku s indikáciou nuly podTa vynálezu netřeba nastavovat? kTudové pracovně body optronov a nie sú potřebné stabilizované hodnoty napátí. Převodník móže pracovat s velkými toleranciami napatí napájecích zdrojov. Nastavenie prevodníka sa prevedie v/ potrebnom počte bodov postupné za sebou, bez potřeby opakovaného spatného dostavovania. Minimálny počet nastavovacích bodov je tri® Vyšší účinok vynálezu je aj v tom, že sa umožňuje linearizácia převodové j charakteristiky v celom rozsahu přípustného zat?aženia optrónu, čím sa dá podstatné zvýšit? odstup užitečných signálov voči poruchám. Zvýšenie citlivosti pri indikácii nulovej hodnoty signálu s použitím antiparalelných diod sa uplatňuje iba pri velmi malých relativných hodnotách vstupného signálu a pri váčších hodnotách signálov sa dá pomocou linearizačných potenciometrov úplné vylúčiť®

231 283

Příklad prevedenie linearizovaného optoelektronického prevodníka s indikáciou nuly podTa vynálezu je vysvětlený podTa připojeného obrázkuo

Snímací bočník 1 je připojený na vstup napSťovo-prlidového prevodníka J, na ktorého vstup 4 pre zvýšenie citlivosti nuly je připojený jeden pól antiparalelných diod 2, ktorých druhý pól je spojený so snímacím bočníkom 1. Na výstup nap&ť©<* vo-prúdového prevodníka J je připojený optoelektronický oddělovač £>, ktorý obsahuje prvú dvojicu optrónov 6, 2» resp· druhů dvojicu optrónov 8, £·♦ Prvá dvojice optrónov <5, 2 antiparalelne spojené svietivé diody a připojené na výstup napěťovo-prúdového prevodníka J. Druhá dvojica optrónov 8, % svietivé diody antiparalelne spojené a připojené medzi výstup, prúdového zosilňovača 10 a vstup linearizačného prúdovo-napěťového prevodníka 13. Kolektor fototranzistora optrónu J je spojený s emitorom fototranzistora optrónu 6 a tento uzol je spojený s druhým uzlom, ktorý vznikne vzájomným spojením smitora fototranzistora v optróne 2 a kolektore fototranzistora v optróne 8. Výsledný uzol je připojený na vstup prúdového zosilňovača 10. Emitor fototranzistora v optróne je spojený s emitorom fototranzistora optronu 8 a je připojený na prvý jednosměrný zdroj 11. Kolektor fototranzistora v optróne 6 jě spojený s kolektorom fototranzistora v optróne 2 ® je připojený na druhý jednosměrný zdroj 12· Súčasťou linearizačného prúdovo-napěťového prevodníka 13 sú minimálně tri linearizačné potenciometre 14. Linearizačný prúdovo-napěťový převodník 13 má analogový výstup lg s vonkajším analogovým výstupom 16 připojený súčasne na vstup nulovéj logiky 17 s vonkajšími logickými výstupmi 18.

Napěťový signál přivedený zo snímacieho bočníka.l na vstup napěťovo-prúdového prevodníka J ®® premení _na úmernú hodnotu prúdu. Jeho směr na výstupe napěťovo-prúdového prevodníka 2 je daný polaritou vstupného napěťového signálu. Prúd příslušného směru sa uzavrie cez jednu zo svietivých diod prvej dvojice optronov 6, 2· Příslušný vybudený optron dodá zo svojho fototranzistora kladný alebo záporný prúd na vstup prúdového zosilňovača 10. Tento ho pri velkom prúdovom zesilnění - primitivné vysvětlované - zosilní natoTko, že jeh© výstupným prúdom kladného alebo záporného směru vybudený jeden

231 283 v, druhej dvojice optrónov 8, £ ® fototranzistora dodá na vstup prúdového zosilftovača 10 prúd temer rovnakej hodnoty, ale opačného směru, než z fototranzistora optrónu vybudeného v prvej dvojici optrónov 6, ]L Alf by holi převodové charakteristiky dvojice vybudených optronov rovnaké, potom budú rovnaké aj prúdy avietivých diod obidvoch vybudených optrónov. Pretože prúd svietivej diody vybudeného optrónu z druhej dvojice optrónov 8, £ preteká tiež cez vstup linearizačného prúdovo-napěťového prevodníka 13« stačilo by v uvedenom případe zhody převodových charakteristik použiť prúdovo-napěťový převodník 13 reciproký v.oči napěťovo-prúdovému převodníku J. Bez akejkolvek ďalšej linearizácie by bol napěťový signál na vonkajšom analogovom výstupe 16 lineárně závislý od vstupného napěťového signálu na snímacom bočníku 1. Ak převodové charakteristiky dvojice vybudených optrónov nie sú rovnaké, potom pomocou linearizačných potenciometrov 14 možno dosiahnuť ich postupným nastavením presnú zhodu v želanom počte bodov kladnéj, aj zápornej vetvy prevodovej charakteristiky prevodníka, snímanej ako závislost nap&tia na vonkajšom analogovom výstupe 16 od napětia na snímacom bočníku 1. Potřebný počet nastavovaných bodov a teda aj počet linearizačných potenciometrov 14« je závislý od monotónnosti, miery nelinearity a maximálnej odchýlky převodových charakteristik príslušnej vybudenej dvojice optronov a tiež od vlastností použitého linearizačného prúdovo-napěťového prevodníka 13« Božné sa vystačí a minimálnym počtom troch linearizačných potenciometrov 14«

Pri malých hodnotách signálu na snímacom bočníku 1, teda v blízkosti praktickej nuly, je na antiparalelných diodách 2 ešte dostatočné napětie, ktoré ea privádza ná vstup £ P^re zvýšenie citlivosti nuly. V’ blízkosti nuly sa však uplatňuje iba taká časť napětia z antiparalelných diod 2, ktoré je potřebná na získanie dostatočne velkého signálu na analogovom výstupe 15, při ktorom nulová logika 17 vyhodnocuje na vonkajších logických výstupoch 18 danú hodnotu signálu ako nenulovú. Pri věčěích hodnotách signálu na snímacom bočníku 1 aa příslušná časť signálu zo vstupu 4 P^re zvýšenie citlivosti nuly v podstatě neuplatní, ba dokonca je možné ju eliminovať pri linearizácii prevodníka pomocou linearizačných potenciometrov 14«

Claims (1)

1. Linearizovaný optoelektronický převodník s indikáciou nu ralelne spojené žiariče připojené na výstup napSťovo-prúdové·ho prevodníka (3), druhá dvojica optrónov (8, 9) má antiparalelne spojené žiariče připojené medzi výstup prúdového zosiliřovača (10) a? vstup linearizačného prúdovo^-napáťovéh© převod·· nika (13), ktorý má minimálně tri linearizačné potenciometr® (14) a analogový výstup (15), aj vonkajší analogový výstup (16), ktorý je spojený so vstupom nulovéj logiky (1T), ktorá má vonkajěie logické výstupy (18), pričom dva navzájom nesúhlasné vývody receptorov prvej dvojice optronov (6, 7i) sú spo jená s dvomi navzájom nesúhlasnými vývodmi receptorov druhej dvojice optrónov (8, 9) a výsledný uzol je připojený na vstup prúdového zosilňovača (10) , jeden zo zvyšnej dvojice navzájom nesúhlasných vývodov receptorov prvej dvojice optronov (6, 7) je spojený so súhlasným vývodem zo zvyšnej dvojice navzájom nesúhlasných vývodov receptorov druhej dvojice optrónov (8, 9) a připojený na prvý jednosměrný zdroj (ll) a posledné dva zvyšné, navzájom súhlasné vývody receptora z prvej dvojice op·· trónov (&, 7) a receptora z druhej dvojice optronov (8, 9),