Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ишанин Г.Г. -> "Источники и приемники излучения" -> 67

Источники и приемники излучения - Ишанин Г.Г.

Ишанин Г.Г., Панков Э.Д., Андреев А.Л. Источники и приемники излучения — Спб.: Политехника, 1991. — 240 c.
ISBN 5-7325-0164-9
Скачать (прямая ссылка): istochnikiizlucheniya1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 61 62 63 64 65 66 < 67 > 68 69 70 71 72 73 .. 94 >> Следующая

ВЫХ ^ *5/ Фе1УЖТЩд. (6.15)
На рис. 6.5 приведена принципиальная схема включения четырехплощадочного фотодиода в оптико-электронной измерительной системе, работающей с модулированным потоком оптического излучения.
171
+15В
Рис. 6.5. Полная схема включения четырехэлементного фотодиода в координатно-чувствительном оптико-электронном устройстве
Аноды фотодиода VI (Л, В, С, D) подключены ко входам преобразователей ток—напряжение, которые реализованы на операционных усилителях А 1-1, А 1-2, А 1-3 и А 1-4.
Операционные усилители Л 2-1 и А 2-2 выполняют функции аналоговых сумматоров сигналов, снимаемых со смежных каналов В D и A -f- С в соответствии с алгоритмом, показанным на рис. 6.2.
В качестве схемы вычитания, формирующей разностный сигнал (В -)- D) — (.4 -)- С), пропорциональный смещению вдоль оси х, используется ОУ АЗ. С выхода А3 сигнал поступает на вход синхронного детектора (на рисунке не показан).
Разностный сигнал (А -)- В) — (С 4- D), пропорциональный смещению вдоль оси у, можно получить с помощью аналогичной схемы. При этом целесообразно использовать одни и те же ОУ А1-1, Л 1-2, Л1-3 и Л 1-4. Но сигналы на вход первого сумматора следует подавать с выходов ОУ Л1-2 и Л 1-4 (точки d), а на вход второго сумматора — соответственно с выходов Л 1-1 и Л1-3.
Выбирать ОУ, выполняющие роль преобразователей ток— напряжение, следует с учетом вышеуказанных рекомендаций. Кроме того, желательно стремиться к тому, чтобы вся схема была реализована на микросхемах одной серии, что позволяет свести к минимуму число питающих напряжений и упростить конструкцию прибора в целом. На приведенной схеме (рис. 6.5) в качестве примера использованы ОУ серии 153УД1.
Конденсаторы С2-1 (2, 3, 4), так же как и конденсаторы С4-1 (2) и С6, служат для коррекции частотной характеристики ОУ с целью предотвратить их самовозбуждения. Емкости этих
172
1
конденсаторов обычно составляет несколько пикофарад и подбираются при настройке.
Резисторы /?1-1 (2, 3, 4) служат для увеличения динамического диапазона преобразователей ток—напряжение за счет компенсации постоянных составляющих темновых токов фотодиодов и фототока от возможной постоянной фоновой засветки. Сопротивления резисторов /?1-1 (2, 3, 4) рекомендуется выбирать равными сопротивлениям резисторов в цепи обратной связи. Емкости конденсаторов С1-1 (2, 3, 4) должны быть достаточными, чтобы для нижней граничной частоты в спектре видеосигнала сопротивления конденсаторов Хс = 1/(2п/нС) были близки к нулю и неинвентирующие входы ОУ (+) находились под нулевыми потенциалами по переменному току:
Хс= 1/(2я/нС1)<0,1Я1, т. е. С1>10/(2я/нК1), (6.17)
где /н — нижняя граничная частота в спектре сигнала.
При модуляции оптического излучения импульсами прямоугольной формы /н можно найти из условия
/н = о/(2ятимп), (6.18)
где а — максимально допустимый относительный спад вершины импульса, возникающий при ограничении спектра в области нижних частот, обычно а <; 0,1; тимп — длительность излучаемых импульсов.
Разделительные конденсаторы СЗ-1 (2, 3, 4) необходимы для обеспечения «развязки» между каскадами по постоянному току, что позволяет исключить влияние дрейфа постоянных составляющих выходных напряжений ОУ. Резисторы /?3-1 (2, 3, 4) служат для ослабления взаимного влияния сигналов, снимаемых с различных площадок фотодиода. С этой целью сопротивления резисторов /?3-1 (2, 3, 4) должны быть значительно больше выходных сопротивлений ОУ. Например, для ОУ серии 153УД1, обладающих выходным сопротивлением порядка 300 Ом, в качестве «развязывающих» резисторов можно рекомендовать R3 — 150 кОм. Резисторы /?4-1 (2) необходимы для выравнивания коэффициентов передачи суммируемых сигналов при настройке сумматоров на ОУ A2A (2).
Коэффициент передачи сумматора ks на ОУ определяется соотношением сопротивлений резисторов R3, Ri и R6
ks ж 2R6/(R3 + 0.5Я4).
Чтобы обеспечить высокую точность суммирования, не следует стремиться к получению большого коэффициента передачи. Рекомендуемое значение ks — 1-ьЗ. При этом в приведенном примере сопротивление резистора R6 составит 75—230 кОм.
173
Резисторы 7?5-1 (2) служат для повышения стабильности режима работы сумматора на ОУ. Значение сопротивления R5 надо выбирать из условия
пк , 0,5 (R3 + 0,5^4) R6
К 0,5 (КЗ + 0.5Я4) + Кб '
Операционный усилитель А3 выполняет роль схемы вычитания (сравнения) сигналов (В -f- D) и (А + С). Точную настройку схемы вычитания осуществляют с помощью резистора R9, сопротивление которого должно составлять 0,3—0,5 от сопротивления R7. Коэффициенты передачи, т. е. масштабные коэффициенты сравниваемых сигналов, определяются соотношением сопротивлений
и _ Я11 +0,5/?9 . , _ R10
K(B+D) — #7-|-0,5Л9 ’ “(А+С) — ?8 '
Для того чтобы обеспечить условия стабильной работы схемы, следует стремиться к тому, чтобы /?7 -f 0,5/?9 /?8; /?11 -j-
-f 0,5/?9 ж RIO. При этом конкретные значения сопротивлений резисторов R7—7? 11 определяются с учетом требуемого усиления АЗ: kA3 7? 10/i?8. Отметим, что для ОУ серии 153УД1
i? 10 и 7? 11 не должны превышать единиц мегаом.
Предыдущая << 1 .. 61 62 63 64 65 66 < 67 > 68 69 70 71 72 73 .. 94 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed