Свето-излучающие диоды и их применение - Мухитдинов М.
Скачать (прямая ссылка):
Для температурной компенсации интенсивности излучения СИД необходимо измерить зависимость потока излучения от температуры. Эти исследования можно провести на установке, схема которой приведена на рис. 3.13 [10].
Светоизлучающие диоды применяются также при исследовании широкополосных фотоприемных устройств, имитации лазерного излучения [67] и контроля, стабилизации спектрометрического тракта [68].
Рис. 3.13. Установка для измерения температурной зависимости потока излучения светодиодов:
/ — источник питания; 2, 4, 10 — ампервольтметры; 3 — образцовое сопротивление; 5 —магазин сопротивлений; 6 — блок питания микрохолодильника 7; 8, 9 — оптическая система
в 9
%
<РД
Ю
55
При разработке оптоэлектронных устройств необходимо знать такие параметры фотоприемного тракта, как амплитудно-частот-ные характеристики, быстродействие, переходные характеристики, и их зависимости от элементов схемы. Для использования СИД в таких устройствах на первый план выдвигаются модуляционные световые характеристики [69]. Например, для СИД АЛ 106 при токе 40... 60 мА модуляционная характеристика равномерна до 5 МГц.
При засветке фотоприемника излучением СИД в спектре флуктуаций фототока появляется низкочастотная составляющая шума, простирающаяся до частоты 30 кГц [69]. Подобный характер излучения СИД необходимо иметь в виду при его использовании для калибровки измерительной аппаратуры.
Для измерения линейности фотометрических устройств применяют обычно метод, основанный на законе обратного квадрата расстояния или используют калиброванные ослабители. Упрощение этого метода без потерь в точности измерений достижимо с помощью двух СИД [70]. Сущность его заключается в следующем. Два СИД располагают перед фотоприемником, линейность которого измеряют. Включают один СИД и измеряют сигнал фотоприемника /1, затем его выключают; включают второй СИД и измеряют сигнал фотоприемника /г. Не выключая второго СИД, включают первый и измеряют сигнал фотоприемника /1,2 от двух СИД, работающих одновременно. О линейности фотоприемника судят по отличию отношения /1,2/(/14-/2) от единицы при различных уровнях сигнала.
Применение СИД позволяет значительно упростить измерения и получить погрешности, определяемые только уровнем сигнала и классом измерительного прибора.
Глава 4
ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ УСТРОЙСТВ
НА СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИХ ДИОДАХ
4.1. ИМПУЛЬСНЫЕ И ИНДИКАТОРНЫЕ УСТРОЙСТВА
В настоящее время наша промышленность выпускает СИД со спектром излучения в видимом и ближнем ИК-Диапазо-нах. С каждым годом совершенствуется технология выпуска этих приборов и разрабатываются излучатели со спектром излучения в длинноволновой области оптического диапазона.
Светоизлучающие диоды с видимым спектром свечения применяются как индикаторы изменения режимов в электронных целях (рис. 4.1—4.5) [6, 72].
66
VJ7,, VJ}Z +108
Rt 4-7
Рис. 4.1. Схема индикатора заданной температуры
VTf, УТг КГЗ/5
Рис. 4.2. Схема индикатора сигнала модуляции
-10 В
Д223Б
о+5В
Алтв($)
Входы
V У1,з Д223Б
— Si
Вход
К, 47 Выход
Rb. 510
1 Cj5t0 Cif. 0,5
Л--------II—о Вй/хоЗ
Щ I ] Ш31А RS31D {АРУ
Рис. 4.3. Схема включения светодиода в импульсном режиме
Рис. 4.4. Схема инднка- Рис. 4.5. Схема индикатора состояния логиче- тора настройки на ра-
ского элемента диопередающую станцию
Рис. 4.6. Схема устройства обнаружения края листа бумаги
Рис. 4.7. Схема оптоэлектронного преобразователя угол — код
Q+SB
Rt П ЗаготоВм U Ц утг
IX)--
Щ М103 А
у200В 50 Гц
Рис. 4.8. Схема оптоэлектронного клавишного переключателя
Рис. 4.9. Схема аварийной остановки
конвейера
57
Рис. 4.10. Схема источника импульсного питания
Рис 4.11. Схема имитатора лазерного излучения
Инфракрасные СИД можно использовать во внешних устройствах вычислительной техники, в системах преобразования угол — код, в коммутационных устройствах и др. (рис. 4.6—4.9) [6, 72].
Большинство устройств использует импульсный режим питания СИД, так как при этом можно обеспечить необходимую мощность излучения, упростить процесс усиления и обработки сигнала. Следовательно, для питания СИД необходимы генераторы импульсов, в которых обеспечиваются необходимая стабильность амплитуды и частота повторения выходных импульсов. При невысоких требованиях источник импульсного питания может быть реализован по схеме на рис. 4.10.
При использовании СИД в имитаторах лазерного излучения можно использовать схему, приведенную на рис. 4.11 [67]. Схема запуска может быть выполнена в виде блокинг-генератора. Амплитуда импульса тока может устанавливаться от 2 до !10 А изменением сопротивления резистора Re- Длительность импульса может изменяться в пределах 50... 500 не переключением зарядных конденсаторов С2—С5 переключателем
При высоких требованиях источники импульсного питания могут быть выполнены на основе компенсированных транзисторных ключей (рис. 4.12) [68]. Такие источники имеют высокую стабильность выходного импульсного напряжения (5-10~5). Управляющий сигнал через входное устройство (VT5, VT6) поступает на базы транзисторов VT\—1/Г4, которые при этом открываются. С коллектора VT4 на базу VTi поступает запирающее напряжение. Такое управление позволяет устранить выбросы на фронте выходного импульса. Ток, протекающий через СИД, определяется емкостью конденсатора С. Его включение обеспечивает малую зависимость светового потока от внутреннего сопротивления СИД. Нестабильность коммутируемого напряжения определяется в основном выбором стабилитронов и условиями их работы.
