SU1117459A1 - Приемное устройство оптического излучени - Google Patents

Abstract

ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащее фотоприемник , выход которого соединен с вхо- дом усилител  с автоматической регулировкой усилени , а вход - с выходом компенсирующего генератора, вход которого через усилитель низкой частоты соединен с выходом фильтра, отличающеес  тем, что, с целью расширени  частотного диапазона , повышени  чувствительности и помехозащищенности, в него введены пороговое устройство, формирователь импульсов, два аналоговых ключа и .расщепитель уровн ,выходы которого соединены с входоманалоговых ключей , выходы которых соединены с входом фильтра, причем выход усилител  с автоматической регулировкой усилени ,  вл ющийс  выходом устройства, сое динен с входом расщепител  уровн  и с Входом порогового устройства, вы- Р S ход которого соединен с входом форми (Л ровател  импульсов, два парафазных выхода которого соединены с управл ющими входами соответствующих аналоговых ключей.

Description

«-л

4 СП

СО

Изобретение относитс  к технической и может использоватьс  в технике св зи по оптическому каналу в атмосфере.

Известно устройство дл  приема слабых оптических сигналов, которые передаютс  через атмосферу и искажаютс  из-за большого уровн  фоновой освещенности ClJ .

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  помехозащищенность вследствие вли ни  помехи, создаваемой источниками Фоновой засветки., на величину и форму принимаемого. информационного сигнала.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  приемное устройство оптического излучени , содержащее фотоприемник, выход ,которого соединен с входом усилител  с автоматической регулировкой усилёни , а вход соединен с выходом компенсирующего генератора, вход которого через усилитель низкой частоты соединен с выходом фильтра 2).

Известное устройство характеризуетс  наличием двух цепей отрицательной обратной св зи. Одна цепь - жестка  отрицательна  обратна  св зь через омическое сопротивление большого номинала (пор дка сотен мегаом). Друга  цепь - частотно-зависима  (компенсирующа ) отрицательна  обратна  св зь. Выходной сигнал известного устройства в области высоких и средних частот входного сигнала определ етс  действием только жесткой отрицательной обратной св зи, а в области низких частот - совместным действием двух цепей обратной св зи: жесткой и частотно-зависимой отрицательной обратной св зи.

Однако известное устройство имеет тот недостаток-, что чувствительность И запас устойчивости завис т от параметров фильтра низкой частоты.

Действительно, при скачкообразном изменении уровн  помехи (включение посторонних устройств излучени  фоновой засветки) и посто нной времени фильтра пор дка 0,1-jL с операционный усилитель реагирует на действие компенсирующей частотнозависимой обратной св зи с запаздыванием , определ емым посто нной времени фильтра и частотными свойствами самого операционного усилител .

Это приводит к тому, что при изменении уровн  помехи в широком динамическом диапазоне известное устройство может потер ть способность реагировать на полезный сигнал в интервале времени от момента возникновени  помехи до момента вступлени  в действие цепи компенсирук дей обратной св зи (операционный усилитель в этом интервале находитс  в области близкой к насыщению). При включении в качестве фильтра низкой частоты

фильтра iBHcoKoro пор дка запаздывание действи  компенсирующей обратной св зи уменьшаетс , но при больцюй чувствительности устройства (высокий коэффициент усилени ) возможны автоколебани  из-за потери устойчивости ,.

Цель изобретени  - расширение частотного диапазона, повышение чувствительности и.помехозащищенности устройства .

Дл  достижени  указанной цели в известное приемное устройство оптического излучени , содержащее фотоiприемник , выход которого соединен с входом усилител  с автоматической регулировкой усилени  (АРУ), а вход с выходом компенсирую1цего генератора вход которого .через усилитель низкой частоты соединен с .выходом фильтра, . введены пороговое устройство, формирователь импульсов, два анапоговы.х ключа и расщепитель уровн , выход которого соединен с входом аналоговых ключей, выходы которых соединены с входом фильтра, причем выход усилител  с автоматической регулировкой усилени ,  вл ющийс  выходрм устройства , соединен с входом расщепител  уровн  и с входом порогового устройства , выход которого соединен с входом формировател  И1 тульсов, два парафазных выхода которого соединены с управл ющими входами соответствующих аналоговых ключей.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на Фиг. 2 - диаграммы а,б,в,г,5,е,,з,и, по сн ющие его работу.

Приемное устройство оптического излучени  содержит последовательнЬ соединенные усилитель 1 с АРУ, фотоприемник . 2р компенсирующий генератор 3, усилитель 4 низкой частоты, фильт 5, а также подключенные к выходу усилител  с АРУ последовательно соединенные пор.оговое устройство 6 и формирователь 7 импульсов. Кроме того, к выходу усилител  1 с АРУ подключен вход расщепител  8 уровн , а парафазные выходы формировател  7 импульсов и выходы расщепител  8 уровн  подключены соответственно к управл ющим и информационным входам с1налоговых ключей 9 и 10. Выходы ключей объединены и подключены к входу фильтра 5, выход которого через блоки 4 и 3 соединен с входом фотоприемника 2, Оптический сигнал состоит из информационного сигнала и помехи, обусловленной , в частности, действием фоновой освещенности (осветительна  аппаратура, питающа с  от промышленной сети с частотой 50 Гц) , причем величина этой помехи может быть соизмерима по интенсивности с информационньом сигналом. Все эти составл ющие представлены в электрическом сигнале, снимаемом с фотоприемника., на диаграмме « . Усилитель с АРУ (фиг. 1) производит обработку выход ных сигналов фотоприемника, причем наличие АРУ позвол ет поддерживать посто нным уровень выходного сигнала (фиг. 2, диаграмма 5). . Устройство б отсекает также сигн лы низкого уровн , наход щиес  вне диапазона регулировани  схемы АРУ и  вл ющиес  следствием действи  шу мов информационного тракта. Формиро ватель 7 импульсов имеет парафазный выход, сигналы с которого.поступают на управл ющие входы аналоговых клю чей 9 и 10 (диаграммы & , г ). Расщепители 8 уровн  на своих вы ходах формируют сигналы одинаковой амплитуды и моменты коммутации анал говых ключей 9 и 10 (фиг. 2, диаграм мыЭ,е).. . На.входе фильтра 5 (фиг. 1) сумм руютс  сиг.налы, поступающие с выход с расщепител  уровн ,.при этом осуществлиетс  выделение огибающей информационного сигнала, пропорционал ной сигналу помехи (диаграмма ж.). Таким образом, осуществл етс  операци  отделени  низкочастотного сигнала огибающей от высокочастотно составл ющей информационного сигнал  вл ющегос  в данном случае несущей Фильтр 5  вл етс  заградительным и необходимым дл  уменьшени  коммутационных всплесков (диаграмма з ). Выходной сигнал с фильтра 5, уси ленный по мощности усилителем 4 низ кой частоты (диаграмма и ), управл е Компенсирующим генератором 3 (фиг.1 представл ющим собой резистивный оп трон, резистор которого включен в цепь смещени  фотоприемника. Устройство работает следующим образом . При отсутствии помехи в информационном тракте высокочастотный информационный сигнал воспринимаетс  фотоприемником 2 и усиливаетс  усилителем 1 с АРУ, причем на принимаемый сигнал не воздействует помеха, так как нет низкочастотной помехи, обусловленной, например, фоновой освещенностью. Сигнал с выхода усилител  с АРУ, пройд  через расщепители 8 уровн  и ключи 9 и 10, управл емые сигналами с формировател  7, выдел етс  на входе 1 ильтра 5 в виде посто нного напр жени  с наложенными коммутационными всплесками. Коммутационные всплески устран ютс  фильтром 5, но сигнал посто нного напр жени  с выхода фильтра, не измен ет величину выходного сигнала усилител  4 низкой частоты, Следовательно , не создаетс  приращение величины выходного сигнала компенсирующего генератора, т,е, компенсирующий генератор не вызывает изменени  тока в цепи смещени  фотоприемника ( цепь обратной св зи разомкнута ) , При наличии помехи в информационном тракте, обусловленной фоновой освещенностью, сигнал, принимаемый фотоприемником 2, пропорциональный интенсивности помехи. В этом случае сигнал с фотоприемника 2 усиливаетс  по амплитуде усилителем 1 с АРУ, Сигнал с выхода усилител  одновременно поступает на вход порогового устройства б и на вход расщепиГел  8 уровн . На выходе последовательной цепи, состо щей из порогового устройства 6 и формировател  7, фЪрмируютс  парафазные импульсы управлени  коммутацией аналоговых ключей 9 и 10, причем импульсы управлени  формируютс  по фронту и спаду высокочастотной составл ющей информационного сигнала (несущей), а длительность и пауза импульсов управлени  совпадают с частотой следовани  информат.ионного сигнала. На выходах расщепител  уровн  формируютс  сигналы, амплитуды которых одинаковы в моменты коммутации аналоговых ,ключей. На объединенном выходе ключей выдел етс  сигнал, пропорциональный интенсивности помехи, в виде низкочастотной огибающей с коммутационными выбросами. Далее, проход  через заградительный фильтр 5 и усилитель низкой частоты 4, этот сигнал, сглаженный и усиленный по мощности, поступает на вХод компенсирующего генератора 3, Выходной сигнал компенсирующего генератора, таким образом, в каждый, момент времени получает приращение , пропорциональное помехе,но отличающеес  по фазе на 18б° от сигнала помехи, принимаемого фотоприемником (обратна  св зь замкнута).. В результате в цепи смещени  фотоприемника происходит компенсаци  низкочастотной составл ющей информационного сигнала за счет действи  отрицательной обратной св зи, В сравнении с известным предлагаемое устройство имеет то преимущество , что достигнуты принципиально большие чувствительность и помехозащищенность устройства в диапазоне , расширенном в области низких частот, при регистрации слабых оптических информационных сигналов на . фоне низкочастотных засветок различных интенсивностей.

ппппппппппп

ппппппппппп

ж

Claims (1)

1. ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ОПТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащее фотоприемник‘, выход которого соединен с вхо— дом усилителя с автоматической регулировкой усиления, а вход - с выхо- дом компенсирующего генератора, вход которого через усилитель низкой частоты соединен с выходом фильтра, отличающееся тем, что, с целью расширения частотного диапазона, повышения чувствительности и помехозащищенности, в него введены пороговое устройство, формирователь импульсов, два аналоговых ключа и «расщепитель уровня,выходы которого соединены с входом‘аналоговых ключей, выходы которых соединены с входом фильтра, причем выход усилителя с автоматической регулировкой усиления, являющийся выходом устройства, соединен с входомрасщепителя уровня и с Входом порогового устройства, вы-f g ход которого соединен с входом формирователя импульсов, два парафазных выхода которого соединены с управляющими входами соответствующих аналоговых ключей.

   г ns