SU1122899A1

SU1122899A1 - Method and device for registering radiation by means of photodiode

Info

Publication number: SU1122899A1
Application number: SU833630993A
Authority: SU
Inventors: Евгений Иванович Чернов
Priority date: 1983-07-28
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1984-11-07

Abstract

}, Способ регистрации излучени фотодиодом путем измерени на нем напр жени , отличающ-ийс тем, что, с целью повышени быстродействи регистрации, напр жение измер ют периодически и после каждого измерени осуществл ют перезар д емкости фотодиода до напр жени , соответствующего минимальному значению интенсивности регистрируемого излучени . (/) С}, The method of recording radiation by a photodiode by measuring the voltage on it, which is characterized by the fact that, in order to increase the recording speed, the voltage is measured periodically and after each measurement, the photodiode capacitance is recharged to a voltage corresponding to the minimum intensity value radiation. (/) WITH

Description

2. Устройство дл регистрации излучени фотодиодом, содержащее фотодиод , катод которого соединен с корпусной пшной, а анод - а неинвертирующим входом операционного усилител , инвертирующий вход которого через первый резистор соединен с корпусной шиной, а через второй резистор - с выходом операционного уси лител , отличающеес тем что, с целью повьшени быстродействи регистрации, в него введены ис1228992. A device for detecting radiation by a photodiode, containing a photodiode whose cathode is connected to the chassis box and the anode to the non-inverting input of an operational amplifier, the inverting input of which is connected via the first resistor to the body bus, and through the second resistor to so that, in order to improve the speed of registration, it has been entered

точник напр жени , электронный ключ, генератор тактовых импульсов, одновибратор и схема запо нани уровн , один вход которой соё,цинен с выходом операционного усилител , а другой вход - с выходом генератора тактовых импульсов и с входом одновибратора, выход которого соединен с электрон- ным ключом, через который источник , напр жени соединен с неинвертирующим входом опера1щонного усилител .voltage source, electronic key, clock pulse generator, one-shot and level charging circuit, one input of which is soy, zenen with the output of the operational amplifier, and the other input with the output of the clock-producing pulse generator and with the input of the one-shot key, through which the source voltage is connected to the non-inverting input of the operational amplifier.

Изобретение относитс к способам и устройствам дл регистрации потоков излучени , и может быть использовано в аппаратуре дл считывани полутоновых изображений в ЭВМ. The invention relates to methods and devices for detecting radiation fluxes, and can be used in apparatus for reading half-tone images in a computer.

Известен способ регистрации излучени фотодиодом, который заключаетс в том, что попеременно во времени на фотодиод подают то исследуемый световой поток, то световой поток, калиброванный по величине и ослабл емь1й до момента равенства с измер емым световым потоком. Устройство, которое реализует этот способ, содержит источник калиброванного излучени ,оптический клин, механически св занный с, электродвигателем, схемой управлени , подключенной через усилитель к фотодиоду . В этом устройстве с высокой точностью компенсируютс погрешности за счет температурного дрейфа усилител и изменени чувствительности фотоприемника с электрическим каналом lj .A known method of detecting radiation by a photodiode, which consists in alternately applying to the photodiode either the luminous flux under study, or the luminous flux calibrated in magnitude and attenuated until it is equal to the measured luminous flux. A device that implements this method contains a source of calibrated radiation, an optical wedge mechanically connected with the electric motor, the control circuit connected through an amplifier to the photodiode. In this device, the errors are compensated with high accuracy due to the temperature drift of the amplifier and the change in sensitivity of the photodetector with the electrical channel lj.

Недостатком этого способа и устройства вл етс большое ърсглк регистрации светового потока.The disadvantage of this method and device is the large luminous flux registration.

Наиболее близким к изобретению вл етс способ регистрации излучени фотодиодом путем измерени на нем напр жени и устройство дл регистрации излучени фотодиодом, содержащее фотодиод, катод которого соединен с корпусной шиной, а анод - с неинвертирующим входом операционного . усилител , инвертирующий вход которого через первый резистор соединен с корпусной шиной, а через второй резистор - с выходом операционного усилител 2j .Closest to the invention is a method for detecting radiation by a photodiode by measuring the voltage on it and a device for recording radiation by a photodiode, containing a photodiode whose cathode is connected to the housing bus and the anode to the non-inverting operating input. an amplifier, the inverting input of which is connected to the frame bus through the first resistor, and through the second resistor to the output of the operational amplifier 2j.

Недостатком известного способа вл етс то, что при изменении на фотодиоде светового потока от минимального до максимального значени и наоборот врем установлени максимального напр жени значительно меньше времени установлени минимального напр жени на фотодиоде. Из-за этого при рабгэте с широким диапазоном световых потоков скорость регистрации излучени оказываетс низкойA disadvantage of the known method is that when the luminous flux changes from minimum to maximum value on the photodiode and vice versa, the time for establishing the maximum voltage is much less than the time for establishing the minimum voltage on the photodiode. Because of this, when working with a wide range of luminous fluxes, the speed of radiation detection is low.

Цель изобретени - повьшение быстродействи регистрации.The purpose of the invention is to increase the speed of registration.

Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу регистрации излучени фотодиодом путем измерени на нем напр жени последнее измер ют периодически и после каждого измерени осуществл ют перезар д емкости фотодиода до напр жени , соответствующего минимальному значению интенсивности регистрируемого излучени . IThis goal is achieved in that, according to the method of registering radiation by a photodiode, by measuring the voltage on it, the latter is measured periodically and after each measurement, the photodiode capacitance is recharged to a voltage corresponding to the minimum intensity of the detected radiation. I

Кроме того, в устройство дл регистрации излучени фотодиодом, содержащее фотодиод, катод которого соединен с корпусной шиной, а анод с неинвертирующим входом операционного усилител , инвертирующий вход которого через первый резистор соеди|Нен скорпусной шиной, а через второй резистор - с выходом операционного усилител , введены источник напр жени , электронный ключ, генератор тактовых импульсов, одновибратор и схема запоминани уровн , один вход. 3. 11 . которой соединен с вькодом операци-Л :онного yci-шител , а другой вход - с выходом генератора тактовых импульсов и с входом одновибратора, выход которого соединен с электронным ключом , через который источник напр жени соединен с неинвертирующим входо операционного усилител . На чертеже показана схема устройства , реализующего предлагаемый способ . Устройство содержит операционный усилитель 1, фотодиод 2, резисторы 3 и 4, источник 5 напр жени , электронный ключ 6, генератор 7 тактовых импульсов, схему 8 запоминани уровн , одновибратор 9. Катод фотодиода 2 соединен с корпусной шиной, а анод - с неинвертирующим входом операционного усилител 1, инвертирующий вход которого через первый резистор 3 соединен с корпусной шиной, а через второй резистор 4 с выходом операционного усилител 1. Один вход схемы 8 запоминани уровн соединен с выходом операционного усилител 1, а другой вход - с выходом генератора 7 тактовых импульсов и входом одновибратора 9, выход которого соединен с электронным ключом 6, через который источник 5 напр жени соединен с неинвертирующим входом операционного усилител 1. Устройство работает следующим образом . 9 С по влением на выходе ГТИ 7 импульса в схеме 8 запоминаетс выходное напр жение усилител 1, Операци запоминани введена дл того, чтобы устранить динамические погрешности, обусловленные процессами перезар да емкости фотодиода и установлени напр жени на фотодиоде. По заднему фронту импульса ГТИ 7 на выходе одновибратора 9 по вл етс импульс, по которому электронный ключ 6 подключает источник 5 напр жени к фотоди- . оду. При этом происходит быстрый перезар д емкости фотодиода 2 до напр жени источника 5, соответствующего минимальному значению исследуемого излучени . По окончании импульса на выходе одновибратора 9 электронный ключ отсоедин ет выход источника 5 от фотодиода 2, начинаетс процесс установлени напр жени на фотодиоде, которое соответствует текущему значению потока излучени . Так как процесс установлени напр жени на фотодиоде всегда осущест- . вл етс за счет нарастани сигнала, то по сравнению с известным устройством , дл которого имеет место также установление напр жени от большого значени к малому, происходит существенный вьшгрьш по времени. ; Изобретение позвол ет существенно повысить скорость регистрации излучений фотодиодом. .In addition, a photodiode for recording radiation with a photodiode, the cathode of which is connected to the frame bus, and the anode with the non-inverting input of the operational amplifier, the inverting input of which through the first resistor connects the scorpus bus, and through the second resistor with the output of the operational amplifier, voltage source, electronic key, clock pulse generator, one-shot and one level memory circuit, one input. 3. 11. which is connected to the operational code-A: oni yci-shitel, and the other input is connected to the output of the clock generator and to the input of the one-oscillator, the output of which is connected to an electronic key through which the voltage source is connected to the non-inverting input of the operational amplifier. The drawing shows a diagram of the device that implements the proposed method. The device contains an operational amplifier 1, a photodiode 2, resistors 3 and 4, a voltage source 5, an electronic switch 6, a clock generator 7, a level memory circuit 8, a one-shot 9. The cathode of the photodiode 2 is connected to the frame bus, and the anode is connected to a non-inverting input operational amplifier 1, the inverting input of which through the first resistor 3 is connected to the frame bus, and through the second resistor 4 to the output of the operational amplifier 1. One input of the memory level 8 is connected to the output of the operational amplifier 1 and the other input to the output g 7 generator of clock pulses and the input of monostable multivibrator 9, which output is connected to the electronic switch 6, through which the voltage source 5 is connected to the noninverting input of the operational amplifier 1. The apparatus operates as follows. 9 With the appearance at the output of the GTI of a pulse in circuit 8, the output voltage of amplifier 1 is memorized. The memory operation is introduced in order to eliminate the dynamic errors caused by the process of recharging the photodiode capacitance and setting the voltage on the photodiode. On the falling edge of the GTI pulse 7, the output of the one-shot 9 emerges a pulse along which the electronic switch 6 connects the voltage source 5 to the photodiode. ode to In this case, a fast recharge of the capacitance of the photodiode 2 occurs up to the voltage of the source 5, corresponding to the minimum value of the investigated radiation. At the end of the pulse at the output of the one-shot 9, the electronic switch disconnects the output of the source 5 from the photodiode 2, the process of setting the voltage on the photodiode, which corresponds to the current value of the radiation flux, begins. Since the process of establishing voltage on the photodiode is always carried out. is due to the increase of the signal, then in comparison with the known device, for which the voltage is also set from a large value to a small value, a significant increase in time occurs. ; The invention allows to significantly increase the speed of registration of radiation by a photodiode. .

Claims

1. A method for detecting radiation by a photodiode by measuring voltage on it, characterized in that, in order to increase the detection speed, the voltage is measured periodically and after each measurement, the photodiode capacitance is recharged to a voltage corresponding to the minimum value of the detected radiation intensity.

SU, .., 1122899

2. A device for detecting radiation by a photodiode, comprising a photodiode whose cathode is connected to the housing bus, and the anode & the non-inverting input of the operational amplifier, the inverting input of which is connected through the first resistor to the housing bus, and through the second resistor to the output of the operational amplifier, characterized in that, in order to increase the registration speed, a voltage source, an electronic key, a clock generator, a single-shot and a level memory circuit, one input of which is connected to the output, are introduced into it m of the operational amplifier, and the other input is with the output of the clock’s pulse generator and with the input of a single-shot, the output of which is connected to the electronic key, through which the voltage source • is connected to the non-inverting input of the operational amplifier.