FI109729B - Virtapiiri optoelektronisen elimen toimintapisteen asettamiseksi - Google Patents
Virtapiiri optoelektronisen elimen toimintapisteen asettamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI109729B FI109729B FI970851A FI970851A FI109729B FI 109729 B FI109729 B FI 109729B FI 970851 A FI970851 A FI 970851A FI 970851 A FI970851 A FI 970851A FI 109729 B FI109729 B FI 109729B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- voltage
- diode
- light
- circuit
- circuit according
- Prior art date
Links
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims abstract description 26
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/04—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
- H03F3/08—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
- G01J1/46—Electric circuits using a capacitor
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
- H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
- H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
- H04B10/691—Arrangements for optimizing the photodetector in the receiver
- H04B10/6911—Photodiode bias control, e.g. for compensating temperature variations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
109729
Virtapiiri optoelektronisen elimen toimintapisteen asettamiseksi
Strömkrets för att ställa in arbetspunkten för ett opto-elektriskt element
Keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista virtapiiriä valodiodin toimintapisteen asettamiseksi.
Tällainen virtapiiri tunnetaan esimerkiksi julkaisusta DE-C 39 30 415, ja sitä käytetään, jotta saataisiin mitattua valon tulon muutoksia ja saataisiin siitä käyttökelpoisia signaaleja. Koska valodiodin valovoiman ja tyhjäkäyntijännitteen välillä on periaatteessa logaritminen yhteys, valovoiman kasvaessa syntyy nopeasti saavutettava kyllästysjännite, joka käytetystä valodiodista riippuen saavutetaan noin 0,5 V:ssa. Tämän kyllästysjännitteen yläpuolella valovoiman ja valosähkö-virran välillä vallitsee lineaarinen yhteys kymmenen useiden potenssien yli. Kun vaihtuvan valon hyötysignaaleja, joissa on tasavalo-osa, halutaan muuttaa signaalijännitteeksi, valo-diodia pitää käyttää tämän kyllästysjännitteen alapuolella olevalla alueella, jotta signaalimuoto ylipäänsä voitaisiin havaita ja toimintapiste siten asettaa.
« i · * V.: Julkaisun DE-C 39 30 415 mukaan tuotetaan tätä varten toisen valodiodin avulla tasausjännite, tarvitsematta syöttöjännit-! teen virtaa. Tämän toisen valodiodin jännite syötetään varsi- naiselle valodiodille vasta- tai vieraana jännitteenä kelan kautta, jonka sisäresistanssi on vakio. Näin ollen tarvitaan ;·. ensi sijassa kaksi valodiodia, joista vain toinen vastaanottaa aktiivisesti vaihtuvaa valoa. Jotta valosähköjännitteen tasaus t » * toisen valodiodin tuottaman samanlaisen jännitteen avulla voi-·. *: si tapahtua, molemmille valodiodeille pitää tulla valoa samal- la tavalla, mitä ei aina voida toteuttaa. Tämän ongelman .·.·. ratkaisemiseksi ehdotetaan, että häiriösignaalin tuottavasta ,·,; valodiodista tehdään suurempi kuin hyötysignaalin tuottavasta 109729 2 valodiodista, mikä nostaa virtapiirin hintaa. Tällöin vaihdellaan jännitettä, kun taas vastus pysyy vakiona. Kelan käytössä tasavirran tienä on lisäksi haittana se, ettei tätä piiriä voida integroida mikropiiriin. Juuri integrointia vaikeuttaa tässä lisäksi vielä se, että symmetriseen tuloon kytkentä on häiriösignaalin tuottavan valoanturin kanssa rinnan kytketyn kondensaattorin vuoksi mahdotonta.
Jotta valodiodin jännite pysyisi kyllästysjännitteen alapuolella, on lisäksi tunnettua käyttää valodiodia diodikäytös-sä esijännitettynä. Diodille asetetaan tällöin esijännite, jotta se siirtyisi estotilaan (vastakkainen napaisuus kuin kyllästysjännitteellä). Diodia voidaan vaihtoehtoisesti käyttää elementtikäytössä esijännitteettä. Valodiodi toimii tällöin virtalähteenä. Valodiodi pidetään tällöin nolla-potentiaalissa tasaamalla valosähkövirta vastuksella.
Molemmille käyttötavoille eli diodi- ja elementtikäytölle on yhteistä se, että ne tarvitsevat ulkopuolisen virtalähteen tasaamaan valon saapuessa esiintyvän valosähkövirran. Tasaus-virta voi olla diodista ja valosta riippuen muutamista kymme-nistä μA:sta muutamaan mA:iin. Tämä virta pitää ottaa syöttö-. _·, jännitteestä, mikä johtaa erityisesti paristokäytössä pariston nopeaan tyhjenemiseen. Joissakin olosuhteissa paristosta otet-tava virta voi olla moninkertainen koko virtapiirin tarvitse-’···' maan virtaan nähden.
ί V * Julkaisusta DE-A 32 33 728 tunnetaan infrapunavastaanottimen esivahvistimen tasavalosignaalikomponenttien vaimentamiseksi ; "·· luotu virtapiiristö, jossa on valodiodi, jonka toimintapisteen määrää sarjaan kytketty vastus. Valodiodin virranottotehon .’ . pitämiseksi pienenä ja tehokkaan tasavalokomponenttien vaimen- tamisen varmistamiseksi signaalien käsittelyssä sekä suur- ·;· impedanssisen tuloasteen saavuttamiseksi on valodiodin « » toimintapisteen määräävän vastuksen kanssa kytketty rinnan valodiodi, jonka läpi kulkee valodiodin estojännite, ja vas- 109729 3 taanotettu signaali on asetettu myötäaskeltavaan piiriin sijoitettuun impedanssimuuttajaan, joka toimii seuraavan vahvis-tusasteen kanssa kuin kaskadikytkentä. Virtapiiristö voi näin tosin säätösilmukatta muuttaa valodiodin kuormitusresistanssia tasavalokomponentista riippuen ja vapauttaa tällä tavoin haaroi tet tavan hyötysignaalin tasavirtakomponenteista, mutta li-säkäyttöjännite tarvitaan yhä vielä.
Keksintö sopii edullisesti käytettäväksi paristokäyttöisen vesi-ilmaisimen kanssa, kuten julkaisusta DE-U 93 09 837.5 tunnettua on. Vesi-ilmaisimen paristokäyttöä tarvitaan esimerkiksi veneenrakennuksessa. "Vapaa-ajan kapteenien" veneet käsittävät yleensä yhden tai useamman makuupaikan keulassa sivun työntöikkunan alla. Ikkuna unohdetaan usein sulkea, niin että roiskevesi kastelee makuupaikat veneen ohjaajan huomaamatta. Jos tunnettu vesi-ilmaisin tarkastaa ikkunapinnat säännöllisin välein, ikkunat voidaan mahdollisesti sulkea automaattisesti. Toinen käyttöalue olisi esimerkiksi kotipyykkärin pyykkinaruun kiinnitettävä vesi-ilmaisin, joka sadepisaroiden osuessa antaa merkin. Tällöinkin on tarpeen, että vesipisaroiden esiintyminen tarkastetaan. Tällaiset laitteet ovat siis periaatteessa i(<; riippumattomia ulkoisesta virtalähteestä, mutta jos niitä käy- . . tetään 9 voltin paristolla, keskimääräinen virrankulutus on | > · i i · pidettävä pienenä. Käyttö on kuitenkin mahdollista yleisesti siellä, missä käsitellään vaihtuvan valon hyötysignaaleja.
» ·
I I
! ·* Keksinnön tehtävänä on sen vuoksi tästä tekniikan tasosta * · · V · liikkeelle lähtien kehittää tasavalovirran vuoksi tarvittava tasausvirta ilman vierasta jännitettä siten, ettei virtaläh-teestä tai paristosta tarvitse ottaa juuri ollenkaan virtaa.
• · · ,* . Tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkien * » · * ’’ mukaisesti.
• · · ! : • r » :Y: Valosignaaleja vastaanottavien optoelektronisten elinten, samantekevää käytetäänkö valodiodeja, ledejä tai valotransis- 109729 4 toreja, jännite kohoaa logaritmisesti valovoiman mukana, kunnes esimerkiksi 0,5 V:ssa saavutetaan kyllästysjännite. Kyllästys jännitteen alueella valovoiman lisäys ei enää johda jännitteen kohoamiseen, ts. pieni vaihtuvan valon komponentti (LED-modulaatio) ei vaikuta lähtöjännitteeseen. Vain ominais-käyrän mutkassa voi muodostua vaihtojännite. Tästä syystä op-toelektronisen elimen jännite täytyy pitää kyllästysjännitteen alapuolella. Tämä tapahtuu yksinkertaisimmin kuormitusvastuk-sella, joka kuluttaa niin paljon virtaa, että optoelektronisen elimen jännite on aina esimerkiksi puolet kyllästysjännitteestä. Tällöin ei tarvita ulkoista virtaa, mutta vastus pitää jatkuvasti sovittaa tasa- tai taustavalon voimakkuuteen. Jännitteen ollessa esimerkiksi puolet kyllästysjännitteestä vaihtuvan valon komponentti aiheuttaa myös aina vastuksen jännitteen muutoksen.
Muut edut selviävät alivaatimuksista.
Keksintöä valaistaan esimerkinomaisesti lähemmin oheisiin piirustuksiin viitaten. Suoritusesimerkit ovat kuitenkin ainoastaan esimerkkejä, joiden ei ole tarkoitus rajoittaa keksinnön mukaista ratkaisua tiettyyn fyysiseen järjestelyyn.
I ' I
Kuvio 1 esittää virtapiirin, jossa valodiodin kanssa on kytketty rinnan kuormitusvastuksen käsittävä germanium- c · diodi, t • ·.· * kuvio 2 esittää virtapiirin, jossa kahden valodiodin kanssa on kytketty rinnan kuormitusvastuksen käsittävä Schottky-tai piidiodi, i t » . kuvio 3 esittää virtapiirin, jossa valodiodin kanssa on i * * t#/ kytketty rinnan kanavatransistori, t · » · * · · :Y: kuvio 4 esittää kuvion 2 mukaisen virtapiirin ja symmetrisen operaatiovahvistimen, 109729 5 kuvio 5 esittää kuvion 1 mukaisen virtapiirin ja symmetrisen operaatiovahvistimen, kuvio 6 esittää kuvion 2 mukaisen virtapiirin ja epäsymmetrisen vahvistinkytkennän, kuvio 7 esittää virtapiirin, jossa kahden valodiodin väliin on kytketty säädettävä kanavatransistori, jota voidaan säätää operaatiovahvistimella, ja kuvio 8 esittää virtapiirin, jossa optoelektronisena elimenä käytetään lediä.
Virtapiiriä käytetään ainakin yhden optoelektronisen elimen toimintapisteen asetukseen, jolloin optoelektroninen elin on vaihtuvan valon hyötysignaalien, joissa on tasavalosignaa-liosa, vastaanottimen osa. Optoelektronisina eliminä voivat toimia tunnetut valodiodit 10, 10', 10", mutta myös ledit 110. Olennaista on ainoastaan ominaisuus pystyä toimia vastaanotti-mena, mikä on periaatteessa mahdollista myös ledillä. Kaikkien virtapiirien ongelmana on kuitenkin se, että optoelektroniset . elimet pystyvät muuttamaan vaihtuvan valon signaaleja hyödyl lisiksi lähtösignaaleiksi ainoastaan tietyllä alueella. Sen < > * ‘ vuoksi näiden optoelektronisten elinten toimintapiste täytyy i * *·*' pitää kyllästys jännitteen alapuolella, mikä tapahtuu vastus- i “ kytkennällä, jossa on itsesäätyvä vastus. Vastuskytkennän re- V sistanssia säädetään jännitteestä ja mahdollisesti myös taa juudesta riippuen siten, että optoelektronisella elimellä on aina jännite, joka liikkuu kyllästysjännitteen alapuolella ensi sijassa positiivisen jännitteen alueella.
i « *
Kuvioissa 1...7 käytetään optoelektronisina eliminä valo- > · diodeja 10, 10', 10", ja kuviossa 8 lediä 110.
i f > » r
I I
I * f * il 109729 6
Kuviossa 1 valodiodiin 10 tulee valo L. Valodiodin kanssa rinnan on sijoitettu diodi 11, tässä germaniumdiodi. German-iumdiodin kanssa on kytketty sarjaan pieni, noin 10 kn:n kuor-mitusvastus. Valodiodin jännitteen kohotessa germaniumdiodi avautuu noin 0,3 V:ssa, niin että valodiodia kuormitetaan ainoastaan, kun valosähköjännite ylittää 0,3 V. Liika jännite voidaan tässä tapauksessa purkaa vastuksella 12, koska german-iumdiodin sisäresistanssi muuttuu valosähköjännitteestä riippuen. Vastus 12 auttaa estämään signaaliasymmetriat suurilla valovoimilla (tasasuuntausvaikutus). Tämän virtapiirin haittana on se, ettei germaniumdiodeja juuri enää käytetä, niin että muodostuu suhteellisen kallis virtapiiri.
Kuviossa 2 kaksi valodiodia 10' ja 10" tuottavat valon saapuessa yhteensä enintään 1 V:n positiivisen ja negatiivisen jännitteen. Schottky-diodi 13 (esimerkiksi BAT 83), jonka päästöjän-nite on 0,4 V, rajoittaa valosähköjännitteen 0,2 V:iin valo-diodia kohti. Sama tulos voidaan saada aikaan käyttämällä pii-diodia (IN 41/48), jonka päästöjännite on noin 0,6 V. Tällöin on edullista kaksinkertainen lähtöjännite, haitallista kahden diodin käyttäminen. Schottky-diodi 13 avautuu kuten kuvion 1 11j suoritusesimerkissä, kun saavutetaan päästöjännite, niin että * . , esimerkiksi 2 kQ:n vastus 14 voi purkaa liian valosähköjännit- V teen. Kuvioiden 1 ja 2 suoritusesimerkeissä voidaan kuitenkin , > jättää pois vastukset 12, 14, mikäli diodin 11 tai vastaavasti t
Schottky- diodin 13 sisäresistanssi on riittävän suuri.
f t *> ’ Kuvion 3 mukaisessa suoritusesimerkissä valon L kohteena olevan valodiodin 10 kanssa rinnan kytketään tai siihen kytketään esimerkiksi kanavatransistori 15. Operaatiovahvisti- ,/: men 16 kautta verrataan jatkuvasti valodiodin jännitettä « / , vertailujännitteeseen ja säädetään sitä kanavatransistorin I t r avulla. Kanavatransistori toimii säätövastuksena. Tyhjennys- i " * lähdettä eli kollektori-emitteri-resistanssia säädetään i ;Y: tällöin siten, että optoelektronisen elimen jännite pysyy kyl- ;**/; lästysjännitteen alapuolella ja vastaa suunnilleen puolta kyl- 109729 7 lästysjännitteestä. Tämän virtapiirin etuina ovat se, että tarvitaan ainoastaan yksi valodiodi ja että säätö on lisäksi erittäin tarkkaa. Haittana on kuitenkin se, että operaatio-vahvistin tarvitsee virtaa; koska tässä on kuitenkin edullista käyttää hitaita operaatiovahvistimia, operaatiovahvistin tarvitsee vain noin 1,2 μΑ:η virran. Kanavatransistorin 15 sijasta voidaan käyttää mielivaltaisia kaksinapaisia transistoreja tai muita puolijohde-elimiä. Viimeksi mainitut tarvitsevat tosin vähäisen kantavirran.
Kuvioiden 1...3 mukaisia virtapiirejä voidaan käyttää myös symmetrisellä operaatiovahvistimella. Kuvion 2 suoritusmuoto-esimerkin osalta tämä on esitetty kuviossa 4 ja kuvion 1 suoritusmuotoesimerkin osalta kuviossa 5. Operaatiovahvistin kytketään tällöin symmetrisenä vahvistimena. Tällä tavalla vaimennetaan samavaihehäiriöt. Operaatiovahvistin 17 on kytketty kondensaattoreilla rinnan germaniumdiodin 11 tai Schottky-diodin 13 ja niihin liittyvien vastuksien 12, 14 kanssa. Kuvio 6 esittää mainittujen virtapiirien yksinkertaistamisen siten, että käytetään epäsymmetristä vahvistinta 28.
Optimaalinen, mutta hieman kalliimpi vaihtoehto on esitetty . kuviossa 7. Valodiodien valosähkövirran säätämiseksi sijoite- taan kahden samanapaisen valodiodin 10’, 10" väliin sarjaan kanavatransistori 18. Sen kanssa rinnan on sijoitettu operaa-tiovahvistin 19. Valodiodien ja operaatiovahvistimen väliin on • · : " sijoitettu vastukset 20, 21, jotka on ohitettu kondensaatto- l.: : reillä 22, 23. Vastukset vain tasaavat operaatiovahvistimen positiivisen tai negatiivisen valosähköjännitteen, niin että esimerkiksi 0,2 V:n positiivisella ja 0,2 V:n negatiivisella valosähköjännitteellä operaatiovahvistimella on aina 0 + 0 V.
.* . Operaatiovahvistin 19 voi tällä tavalla säätää kanavatransisto- ’ * rin avulla valodiodin valosähkövirtaa. Kondensaattorit 22, 23 hoitavat vaihtojännitteen ohituksen, jotta operaatiovahvistin-ta 19 voidaan lisäksi käyttää vaihtuvan valon signaalin ensimmäisenä vahvistusasteena. Kondensaattorilla 29 tasataan » t 109729 8 tasavirtaosa, ja johdon 30 kautta tapahtuu valodiodin valo-sähkövirran säätö. Komponentit 31 ja 32 vaimentavat lopuksi vaihtoj ännitteen.
Kaikille virtapiireille on yhteistä, että valodiodia kuormitetaan dynaamisesti ottamatta mainittavasti virtaa virtalähteestä. Valotta valodiodi ja mahdolliset kuormitusdiodit tai vastukset ovat suuriresistanssisia (tai vastaavasti suuri-resistanssisia virtalähteitä). Valon saapuessa valodiodi generaattorina ja kuormitusdiodit tai vastukset muuttuvat pieniresistanssisiksi aina siten, että kuormitusdiodien tai vastuksien yhtä suuri sisäresistanssi tasaa valodiodien sisäresistanssin (kuvioiden 1, 2, 4, 5 suoritusesimerkit). Tämä takaa lähtösignaalin aina suurella vieraan valon osuudellakin. Lähtösignaalin tuottamiseksi käsiteltävä vaihtuvan valon hyötysignaali on joka tapauksessa useimmiten pieni vieraan valon tasavaloon verrattuna, on sitten kysymys mistä hyötysignaalien käyttöalueesta tahansa.
Käytännössä on osoittautunut, että tavallisessa kytkennässä virtaa täydellisessä auringonpaahteessa 260 μΑ-.η virta, joka pitää tasata estojännitteellä tai virralla. Tasausvirta on . joka tapauksessa suurempi kuin jatkuvassa paristokäytössä on mahdollista. Mainituissa suoritusesimerkeissä (joissa perään kytketty vähävirtainen operaatiovahvistin hoitaa kanava-’·1·' transistorin ohjaus jännitteen tuottamisen ja vahvistaa samalla i " myös vaihtojännitettä) voitiin saavuttaa erillisellä vahvisti- *.· · mella CMOS-tekniikalla suurella herkkyydellä koko vesi-ilmai simelle keskimäärin 10 μΑ:η virrankulutus. Kun lasketaan mukaan luultavasti harvinaisten hälytystapausten korkea virta, i1«"; tavallinen 9 V:n paristo voi kestää yli kaksi vuotta.
’’ Valodiodien sijasta voidaan, kuitenkin samaan tarkoitukseen, 1 · · 1 ‘ käyttää myös ledejä. Niiden etuna on tunnettuihin valo- :Y: diodeihin verrattuna se, että niitä on periaatteessa halvempi hankkia. Ne tuottavat 0,9...2 V:n kyllästysjännitteen, ja 109729 9 niitä voidaan kuormittaa yksinkertaisella kaksinapaisella transistorilla 113, joka on kytketty vastuksella 111 ja kondensaattorilla 112 edullisesti symmetriseen virtapiiriin. Kuvio 8 esittää, että transistori on kytketty rinnan ledin 110 kanssa. Transistorin kantapiste on kytketty 330 kQ:n vastuksen 111 ja 10 nF-.n kondensaattorin 112 väliin. Kanta-kollektori-väli on tällöin yhteydessä lediin 110 ja kanta-emitteri-väli ! ledin 110 estopuoleen. Transistorina voidaan käyttää BC 548:aa. Koska tällöin syntyy esimerkiksi symmetrinen kytkentä, voidaan haluttaessa käyttää katkoviivoin esitettyä operaatiovahvistinta 114.
Sama päämäärä voidaan saavuttaa vaihtoehtoisesti myös valo-transistorin valodiodivälin avulla, mikäli säätöpiiriin otetaan mukaan kanta-kollektori-väli. Valotransistorin tämä väli toimii tällöin tosin aivan kuin valodiodi.
Kaikilla näillä virtapiireillä on etuna se, ettei niissä ole mitään keloja, minkä vuoksi ne on helppo integroida mikropiiriin. Kaikki voidaan lisäksi rakentaa siten, että ne voidaan kytkeä symmetriseen tuloon. Vaikka kuvion 2 suoritus-. muotoesimerkissä tarvittaisiin optoelektronisina eliminä useampia kuin yksi valodiodi, valodiodeja ei tarvitse tehdä ’ ' kustannuksiltaan kalliisti erilaisiksi, koska niihin voidaan syöttää valoa myös epä- tasaisesti virtapiirin toiminnan ’.·* vaarantumatta. Kuorman säätö tapahtuu pelkästään tasavalo- ! " signaaleilla, kun taas vaihtuvan valon signaalit vaimennetaan : kuorman säädössä tarkoituksellisesti. Käytetyt optoelektroni- set elimet valodiodit 10, 10', 10" ja ledi 110 sekä valo-transistorin kanta-kollektori-väli edustavat optoelektronisia elimiä, jotka tuottavat oikosulkukäytössä virtaa ja tyhjä-. käyntikäytössä jännitettä. Ledin ja valodiodin olennaisena ·’’ erona on se, että ledi toimii suurella jännitteellä ja pienel- !···’ lä virralla, valodiodi puolestaan suurella virralla ja pienel- lä jännitteellä.
» 1 f 109729 10
On itsestään selvää, että tätä selitystä voidaan muunnella, muuttaa ja mukauttaa mitä erilaisimmilla tavoilla, jotka vastaavat sitä, mitä oheisissa patenttivaatimuksissa on esitetty.
# * * i : : i ” :
Claims (11)
1. Virtapiiri ainakin yhden optoelektronisen elimen, joka tuottaa oikosulkukäytössä virtaa ja tyhjäkäyntikäytössä jännitettä, toimintapisteen asettamiseksi, jolloin optoelektroni-nen elin on vaihtuvan valon hyötysignaalien vastaanottimen osa ja virtapiiri asettaa toimintapisteen optoelektronisen elimen kyllästysjännitteen alapuolelle optoelektronisen elimen kanssa rinnan kytketyn vastuskytkennän avulla, joka tasaa ainakin tasavalosignaalit, tunnettu siitä, että vastuskytken-nässä on itsesäätyvä vastus, joka muuttaa resistanssiaan ainakin jännitteestä riippuen, mikäli tietty kyllästysjännitteen alapuolella oleva jännite on ylittynyt, ja kuormittaa näin op-toelektronista elintä, kunnes tämä tietty jännite on olennaisesti saavutettu.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen virtapiiri, tunnettu siitä, että optoelektroninen elin on ainakin yksi valodiodi (10, 10', 10"), jota itsesäätyvä vastus kuormittaa.
···; 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen virtapiiri, tunnettu | siitä, että valodiodin (10) rinnalle on kytketty itsesääty- ·.·. vänä vastuksena diodi (11) , edullisesti germaniumdiodi, jol- ,···, loin diodin (11) kynnysjännite vastaa suunnilleen puolta valo-• · .!** diodin (10) kyllästysjännitteestä.
• · · '·’ 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen virtapiiri, tunnettu siitä, että diodi (11) on kytketty sarjaan vastuksen (12) ·.'·· kanssa.
;·, 5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen virtapiiri, tunnettu siitä, että kahden valodiodin (10', 10") kanssa on kytketty • · rinnan Schottky-diodi (13) tai piidiodi, jolloin Schottky-diodin (13) tai piidiodin kynnysjännite vastaa suunnilleen puolta valodiodien kyllästysjännitteestä. 12 109729
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen virtapiiri, tunnettu siitä, että Schottky-diodi (13) tai piidiodi on kytketty sarjaan vastuksen (14) kanssa.
7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen virtapiiri, tunnettu siitä, että ainakin yhden valodiodin (10) itsesäätyväksi vastukseksi on kytketty sen kanssa rinnan kanavatransistori (15) tai kaksinapainen transistori, jonka resistanssia säätää operaatiovahvistin (16) .
8. Patenttivaatimuksen 2 mukainen virtapiiri, tunnettu siitä, että ainakin yhteen valodiodiin (10, 10', 10") ja itse-säätyvään vastukseen on kytketty symmetrinen operaatiovahvistin (17) .
9. Patenttivaatimuksen 2 mukainen virtapiiri, tunnettu siitä, että valodiodivirran säätämiseksi on sijoitettu sarjaan kahden samanapaisen valodiodin (10', 10") väliin kanavatransistori (18) , jota voidaan säätää rinnan kytketyn operaatio-vahvistimen (19) avulla, jonka kahden tulojen eteen on kytket- • · ty valosähköjännitteen tasaamiseksi vastukset (20, 21) . * 1 · • · ·
10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen virtapiiri, tunnettu .··1. siitä, että valosignaaleja vastaanottava optoelektroninen elin ;·, on ledi (110) .
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen virtapiiri, tunnet - t u siitä, että ledin (110) kuormittamiseksi on sen kanssa • · • · · *. " kytketty rinnan kaksinapainen transistori (113) . • · · · • · 109729 13
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4431117A DE4431117C2 (de) | 1994-09-01 | 1994-09-01 | Schaltung zum Einstellen des Arbeitspunktes einer Photodiode |
DE4431117 | 1994-09-01 | ||
PCT/DE1995/001150 WO1996007084A1 (de) | 1994-09-01 | 1995-08-25 | Schaltung zum einstellen des arbeitspunktes eines optoelektronischen elements |
DE9501150 | 1995-08-25 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI970851A FI970851A (fi) | 1997-02-28 |
FI970851A0 FI970851A0 (fi) | 1997-02-28 |
FI109729B true FI109729B (fi) | 2002-09-30 |
Family
ID=6527149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI970851A FI109729B (fi) | 1994-09-01 | 1997-02-28 | Virtapiiri optoelektronisen elimen toimintapisteen asettamiseksi |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5789738A (fi) |
EP (1) | EP0801726B1 (fi) |
JP (1) | JPH10504900A (fi) |
AT (1) | ATE203598T1 (fi) |
AU (1) | AU3339795A (fi) |
CA (1) | CA2198002A1 (fi) |
DE (2) | DE4431117C2 (fi) |
ES (1) | ES2161907T3 (fi) |
FI (1) | FI109729B (fi) |
WO (1) | WO1996007084A1 (fi) |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19625960C2 (de) * | 1996-06-28 | 2000-05-31 | Thomas Rudel | Einrichtung zur Übertragung von Informationen von Fahrzeug zu Fahrzeug |
DE19626950A1 (de) * | 1996-07-04 | 1998-01-08 | Willi Kunert | Vorrichtung zur Verringerung der Standby-Leistung eines elektrischen Geräts |
US5929699A (en) * | 1997-12-15 | 1999-07-27 | National Semiconductor Corporation | Integrated active integrator filter with compensated unity gain bandwidth |
DE19821865A1 (de) * | 1998-05-15 | 1999-11-18 | Siemens Ag | Empfängerschaltung für ein optisches Signal sowie Einrichtung zur Datenübertragung mit einer derartigen Empfängerschaltung |
US6525305B2 (en) * | 2000-09-11 | 2003-02-25 | Perkinelmer Canada, Inc. | Large current watchdog circuit for a photodetector |
DE10146996A1 (de) | 2001-09-25 | 2003-04-30 | Gerd Reime | Schaltung mit einer optoeleketronischen Anzeigeeinhalt |
WO2004064005A2 (en) | 2003-01-14 | 2004-07-29 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Circuit arrangements and methods for a remote control receiver having a photodiode |
DE102004049855B3 (de) * | 2004-10-06 | 2006-02-23 | Visteon Global Technologies, Inc. Intellectual Property Department, Van Buren Township | Verfahren zur Erfassung der Solareinstrahlung und der Umgebungstemperatur im Fahrgastraum eines Fahrzeugs |
EP2288053A1 (de) | 2009-08-19 | 2011-02-23 | Mechaless Systems GmbH | Optischer Empfänger zum Empfangen von Licht |
JP5744463B2 (ja) * | 2010-10-14 | 2015-07-08 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置 |
JP5209747B2 (ja) * | 2011-02-17 | 2013-06-12 | Dxアンテナ株式会社 | 光共同受信施設 |
DE102013012691A1 (de) | 2013-07-31 | 2015-02-05 | Gerd Reime | Verfahren und Schaltung zum Energie sparenden Betrieb einer Photodiode |
DE102015002283B4 (de) | 2014-05-09 | 2023-01-19 | Elmos Semiconductor Se | Vorrichtung zum insbesondere dreidimensionalen optischen Scannen und Vermessen von Objekten und zur Objekterkennung mittels Lichtlaufzeitmessung und objektabhängiger Ortsauflösung mehrerer verschiedener Einzelscanner |
DE102014019773B4 (de) | 2014-12-17 | 2023-12-07 | Elmos Semiconductor Se | Vorrichtung und Verfahren zur Unterscheidung von festen Objekten, Kochdunst und Rauch mittels des Displays eines Mobiltelefons |
DE102014019172B4 (de) | 2014-12-17 | 2023-12-07 | Elmos Semiconductor Se | Vorrichtung und Verfahren zur Unterscheidung von festen Objekten, Kochdunst und Rauch mit einem kompensierenden optischen Messsystem |
DE102015006174B3 (de) * | 2015-05-08 | 2016-08-11 | Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur Vermessung einer optischen, kapazitiven, induktiven Übertragungsstrecke |
DE102015015389A1 (de) | 2015-11-18 | 2017-05-18 | Elmos Semiconductor Ag | Einfache Gestenerkennungsvorrichtung |
DE102015015245A1 (de) | 2015-11-18 | 2017-05-18 | Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft | Einfache Gestenerkennungsvorrichtung |
DE102015015244A1 (de) | 2015-11-18 | 2017-05-18 | Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft | Einfache Gestenerkennungsvorrichtung |
DE102015015390A1 (de) | 2015-11-18 | 2017-05-18 | Elmos Semiconductor Ag | Einfache Gestenerkennungsvorrichtung |
DE102015015248A1 (de) | 2015-11-18 | 2017-05-18 | Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft | Einfache Gestenerkennungsvorrichtung |
DE102015015246A1 (de) | 2015-11-18 | 2017-05-18 | Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft | Einfache Gestenerkennungsvorrichtung |
DE102017106811B4 (de) | 2016-05-09 | 2018-01-11 | Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft | Vorrichtung und zugehöriges Verfahren zur selbständigen Adresskonfiguration konfektionierbarer, flexibler LED-Bänder |
DE102017106812B4 (de) | 2016-05-09 | 2018-01-11 | Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft | Vorrichtung und zugehöriges Verfahren zur selbständigen Adresskonfiguration konfektionierbarer, flexibler LED-Sensor-Bänder |
DE102017106813B4 (de) | 2016-05-09 | 2018-01-18 | Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft | Vorrichtung und zugehöriges Verfahren zur selbständigen Adresskonfiguration konfektionierbarer, flexibler Sensor-Bänder |
DE102017100308B3 (de) | 2016-12-06 | 2018-05-30 | Elmos Semiconductor Aktiengesellschaft | Vorrichtung und Verfahren zur Vermessung einer optischen, kapazitiven, induktiven Übertragungsstrecke mit verringerter EMV Empfindlichkeit |
DE102017100305B4 (de) | 2017-01-09 | 2021-08-12 | Elmos Semiconductor Se | Vorrichtung und Verfahren zur Vermessung einer optischen, kapazitiven, induktiven Übertragungsstrecke mittels Mehrfachmodulation |
DE102017100306B4 (de) | 2017-01-09 | 2021-08-12 | Elmos Semiconductor Se | Vorrichtung und Verfahren zur Vermessung einer optischen, kapazitiven, induktiven Übertragungsstrecke mittels Mehrfachmodulation |
US10712394B1 (en) * | 2019-09-17 | 2020-07-14 | Red-E-Row Products, Llc | Apparatus and method for testing coxswain box function |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3233728C2 (de) * | 1982-09-11 | 1987-03-26 | Loewe Opta Gmbh, 8640 Kronach | Schaltungsanordnung zur Unterdrückung der vom Gleichlicht erzeugten Signalkomponente in einem Infrarotlichtempfänger |
DE3233729C2 (de) * | 1982-09-11 | 1987-02-12 | Loewe Opta Gmbh, 8640 Kronach | Infrarot-Fernbedienungsempfänger zum Empfang von auf eine HF-Trägerfrequenz modulierten Fernsteuersignalen |
DE3543677A1 (de) * | 1985-12-11 | 1987-06-19 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Vorverstaerker hoher dynamik und empfindlichkeit |
DE3619497A1 (de) * | 1986-06-10 | 1987-12-17 | Bosch Gmbh Robert | Empfaengeranordnung mit einem fototransistor |
DE3620931A1 (de) * | 1986-06-23 | 1988-01-07 | Siemens Ag | Empfaenger fuer optische digitalsignale |
DE3743766A1 (de) * | 1987-12-23 | 1989-07-13 | Philips Patentverwaltung | Optischer empfaenger |
DE3743765A1 (de) * | 1987-12-23 | 1989-07-13 | Philips Patentverwaltung | Optischer empfaenger |
DE3803034C3 (de) * | 1988-02-02 | 1994-10-20 | Sick Optik Elektronik Erwin | Photoempfänger |
DE3930415C1 (fi) * | 1989-09-12 | 1991-03-14 | Guenter, Martin, Dipl.-Ing., 7500 Karlsruhe, De | |
DE9309837U1 (de) * | 1993-07-02 | 1993-09-02 | Reime, Gerd, 75328 Schömberg | Anordnung zum Messen oder Erkennen der Benetzung einer für eine bestimmte Strahlung durchlässigen Wand oder Platte |
JP2686036B2 (ja) * | 1993-07-09 | 1997-12-08 | 浜松ホトニクス株式会社 | アバランシェフォトダイオードのバイアス回路 |
-
1994
- 1994-09-01 DE DE4431117A patent/DE4431117C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-08-25 US US08/793,636 patent/US5789738A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-25 JP JP8508411A patent/JPH10504900A/ja active Pending
- 1995-08-25 EP EP95929717A patent/EP0801726B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-25 DE DE59509453T patent/DE59509453D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-25 AU AU33397/95A patent/AU3339795A/en not_active Abandoned
- 1995-08-25 WO PCT/DE1995/001150 patent/WO1996007084A1/de active IP Right Grant
- 1995-08-25 CA CA002198002A patent/CA2198002A1/en not_active Abandoned
- 1995-08-25 AT AT95929717T patent/ATE203598T1/de not_active IP Right Cessation
- 1995-08-25 ES ES95929717T patent/ES2161907T3/es not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-02-28 FI FI970851A patent/FI109729B/fi active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI970851A (fi) | 1997-02-28 |
US5789738A (en) | 1998-08-04 |
EP0801726A1 (de) | 1997-10-22 |
JPH10504900A (ja) | 1998-05-12 |
DE59509453D1 (de) | 2001-08-30 |
WO1996007084A1 (de) | 1996-03-07 |
CA2198002A1 (en) | 1996-03-07 |
DE4431117C2 (de) | 1997-09-25 |
EP0801726B1 (de) | 2001-07-25 |
FI970851A0 (fi) | 1997-02-28 |
ATE203598T1 (de) | 2001-08-15 |
DE4431117A1 (de) | 1996-03-14 |
ES2161907T3 (es) | 2001-12-16 |
AU3339795A (en) | 1996-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI109729B (fi) | Virtapiiri optoelektronisen elimen toimintapisteen asettamiseksi | |
US5548112A (en) | Photodetecting circuit using avalanche photodiode | |
JP4409764B2 (ja) | 高速対数光検出器 | |
US6057738A (en) | High dynamic range optical receiver preamplifier | |
GB2259782A (en) | Detecting RF signals | |
US7474978B2 (en) | High dynamic range optical receiver | |
JPH0548964B2 (fi) | ||
US8901475B1 (en) | Avalanche photodiode biasing system including a current mirror, voltage-to-current converter circuit, and a feedback path sensing an avalanche photodiode voltage | |
US7259363B2 (en) | Circuit arrangement and methods for a remote control receiver having a photodiode | |
CA1123064A (en) | Optically coupled field effect transistor switch | |
JP3315651B2 (ja) | 光センサと固体撮像装置 | |
US4599527A (en) | Device for stabilizing gain of a photosensitive avalanche member | |
US7075130B2 (en) | Photosensitive device with low power consumption | |
KR100702983B1 (ko) | 밝기 센서 | |
JP2002171142A (ja) | 受光装置 | |
JPH04306905A (ja) | 増幅装置 | |
FI104451B (fi) | Sähköinen syöttöpiiri erityisesti APD-diodeja varten | |
JP4820138B2 (ja) | 光電変換回路 | |
CN210864034U (zh) | 一种光接收模块及激光雷达 | |
JPH01240002A (ja) | アバランシェフォトダイオードの逆バイアス回路 | |
SU1019412A1 (ru) | Стабилизатор посто нного тока | |
JPH04134224A (ja) | 光検出装置 | |
JPH056374B2 (fi) | ||
JPS57141160A (en) | Optical receiver | |
JPS60259917A (ja) | 受光回路 |