JPH04101505A

JPH04101505A - 増幅器

Info

Publication number: JPH04101505A
Application number: JP2218161A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Okuhara; 奥原　精一
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-08-21
Filing date: 1990-08-21
Publication date: 1992-04-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、入出力信号に対する直線性を保持しつつ大
幅に利得を調整できる増幅器に関する。

（従来の技術）色温度計、輝度温度計などの光学的測温装百において、
センサとして太陽電池やＰＩＮフォト・グイオートを用
いた場合には、信号電流発生源となるセンサの出力を増
幅する増幅器として、多段に接続されたトランジスタ増
幅器やＩＣ化された増幅器を使用していた。

（発明が解決しようとする問題点）センサとなる太陽電池やＰＩＮフォト・グイオートに入
射する光量が、微弱な光量から数万１λに至るまで大幅
に変化して、センサの出力も大幅に変化する場合かあり
、その出力を通常の増幅器を使用して増幅しようとする
と、その増幅器の利得を１００ｄｂ以上にわたって広範
囲に調整することは極めて困難であるから、許容される
入射光量には限度があり、入射光量が多過ぎる場合には
絞りによって制限しなければならなかった。

（問題点を解決するための手段）そこで、この発明は、このような問題点を解決するため
に考えられたものであって、増幅器として光電子増倍管
を使用し、光電子増倍管が有する広範囲な利得調整機能
を活用したものである。

（発明の前提となる技術）第３図に示すように、光電子増倍管１は、光１０か入射
したとき光電子を放出する光電面を有するカソード電極
１にと、複数段のダイノード電極１ｄと、１つのアノー
ド電極１ａを具備するものである。

通常の使用状態においては、直列に接続された分圧抵抗
Ｒを介して、カソード電極１にと全ダイノード電極１ｄ
に対して順次に上昇する電圧を可変電圧源２より印加し
ておく。そして、カソード電極１ｋに光が入射すると、
このカソード電極１により入射光量に比例した光電子を
放出するので、その光電子は、隣接する各段のダイノー
ド電極１ｄへ衝突するごとに電子の数を増加させ、最後
にアノード電極１ａに捕捉されるものである。

そして、このアノード電極１ａに接続された負荷抵抗Ｒ
Ｌより入射光量に比例した出力電圧を得ている。

このように、光電子増倍管１は、カソード電極１ｋに入
射する光量が少なく、放出される光電子か少なくても、
アノード電極１ａに捕捉される電子は多くなり、高利得
の増幅機能を具備している。

そして、可変電圧源２から分圧抵抗Ｒに印加する電圧を
調整することにより、その増倍率を１０２〜１０１１倍
と大幅に変えることか可能である。

（実施例）第１図に示すように、可変電圧源２に対して直列接続さ
れた分圧抵抗Ｒを介し、全ダイノード電極１ｄに対して
順次に上昇する電圧か印加されている光電子増倍管１を
使用し、この光電子増倍管１のカソード電極１にと可変
電圧源２との間に信号電流発生源となる太陽電池やＰＩ
Ｎフォト・ダイオードのようなセンサ４が接続され、ア
ノード電極１ａは、電流を電圧に変換する演算増幅器３
の入力端子に接続されている。

そして、カソード電極１ｋに対して一定光量の光線を常
に照射する発光ダイオードのような光源５が設けられて
いる。

演算増幅器３の出力は、信号の処理に利用されるととも
に、ピーク検知回路８に導かれ、このピーク検知回路８
のピーク値出力は、比較回路９において基準電圧ｒｅｆ
と比較され、両者の偏差が可変電圧源２に帰還されて発
生電圧を調整する自動利得制御系を形成している。

この発明の光電子増倍管１を含む増幅器を、たとえば、
色温度計に適用する場合には、センサ４となる太陽電池
やＰＩＮフォト・ダイオードに対する入射光路の途中に
、通過波長がλａ、λｂと異なる２種のフィルタ６ａ、
　６ｂを有し、モータ７によって回転させられる回転フ
ィルタ６が設けられている。

（動作）信号電流発生源となるセンサ４に対して光線が全く入射
していない状態においては、センサ４より電流を発生し
ないので、光源５より光電子増倍管１のカソード電極１
ｋに対して一定光量の光線が照射されていても電流を流
すことができないから、カソード電極１により光電子を
放出することはない。

しかし、センサ４に光線が入射すると、その入射光量に
比例した電流を発生し、その発生した電流と同し量の光
電子を光電子増倍管１のカソード電極１により放出する
。そして、カソード電極１により放出された光電子は、
各段のダイノード電極１ｄて増倍されたのち、アノード
電極１ａて捕捉され、電流となって演算増幅器３に人力
される。

このとき、光電子増倍管１のアノード電極１ａより発生
する電流は、センサ４に入射した光量に比例するととも
に、光電子増倍管１の利得に比例する。

光電子増倍管１の利得は、可変電圧源２を調整して分圧
抵抗Ｒに印加される電圧、すなわち、カソード電極１に
および各段のダイノード電極１ｄ相互間に印加される電
圧を調整することにより、その利得を１０２〜１０１１
倍と大幅に変えることが可能であるから、センサ４に入
射する光線が大幅に変化しても、可変電圧源２の発生電
圧を調整することにより、最適な利得で増幅することが
できる。

たとえば、色温度計においては、センサ４に入射する２
つの波長λａ、λｂの光線の強度の比によつて色温度を
決定するものであるから、第２図Ａに示すように入射す
る光量が少なくて出力信号が小さい場合でも、第２図Ｂ
に示すように入射する光量か多くて出力信号か大きい場
合でも、２つの波長λａ１λｂの光線の強度ａ、ｂの比
ａ　／　ｂが同じであれば、同し色温度を指示しなけれ
ばならないので、増幅器としては、如何なる利得で動作
させても直線性を正確に保たなければならない。

しかし、この発明の増幅器によると、両者の比か同じて
強度が異なる２つの信号を、その比を正確に保持したま
ま、ピーク値が一定のレベルに達するように増幅するこ
とができる。

以上で、この発明の増幅器を色温度計に適用した実施例
について説明したか、他の各種の信号を増幅する増幅器
に適用することもできる。

（効果）以上で説明したように、この発明の増幅器によると、交
流信号のみならず直流信号でも、入出力信号に対する直
線性を保持しつつ大幅に利得を変化しながら増幅するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の増幅器の一実施例を示す回路図、
第２図は、第１図に示す増幅器の動作を説明するために
用いる波形図、第３図は、この発明の増幅器の前提をな
す技術を説明するために用いる回路図である。・・・光電子増倍管・・可変電圧源・・・演算増幅器・・・センサ（信号電流発生源）・・・光源・・・回転フィルタ・・・モータ・・・ピーク検知回路・・・比較回路第１図第３図第２図Ａ第２図Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光が入射したとき光電子を放出する光電面を備え
たカソード電極、複数段のダイノード電極、アノード電
極を備えた光電子増倍管と、上記複数段のダイノード電
極に順次増加する電圧を印加する直列接続された分圧抵
抗と、該分圧抵抗に印加する電圧を変えて光電子増倍管
の利得を調整する可変直流電圧源と、該可変直流電圧源
と上記カソード電極との間に接続された信号電流発生源
と、上記カソード電極にほぼ一定の光線を入射させる光
源とを具備し、上記信号電流発生源からの電流を上記ア
ノード電極より増幅された電流として導き出すことを特
徴とする増幅器。