ровать объединяющие или разветвляющие устройства, в которых можно объединить много входов, а суммарный сигнал направить по одному каналу и, наоборот, с выхода одного канала сигналы можно подавать сразу на несколько управляемых фототранзисторов.

В случае раздельного выполнения излучающего фотодиода и фототранзистора, образующих оптико-электронный усилитель, можно создать индикатор механических перемещений. Такой оптико-электронный фиксатор положения способен сигнализировать о моменте механического соединения или разъединения деталей при их

Источник сигналов

полюсник I ""J*

ЧФазосдВигог -Н4-ющая цепь

Рис. 36. Схема фазочувствительного детектора с оптико-электронным развязывающим усилителем.

относительном перемещении. Оптико-электронные фиксаторы положения отличаются высоким быстродействием и пригодны для различных видов связи.

Быстродействующие реле. В настоящее время оптико-электронные приборы успещно заменяют целый ряд щироко распространенных в технике электромеханических реле. По компактности, быстродействию, помехоустойчивости и надежности они значительно превосходят своих электромеханических предшественников. На рис.37 показана схема оптико-электронного эквивалента двухполюсного реле на одно направление

Большое преимущество оптико-электронных реле перед электромеханическими заключается в отсутствии у первых подвижных контактов. Благодаря этому скорость реакции на переключение доходит у них до 100 Мгц (у электромеханических реле до

1 кгц). Емкость между входом и выходом у оптико-электронньа реле составляет примерно 0,01 пф (у электромеханических реле

2 пф), а напряжение между ними

практически не ограничено (у электромеханических реле предельное напряжение между входом и выходом составляет 1-10 /се). Оптико-электронные реле, кроме того, очень легко экранировать от внешних воздействий, между тем как экранировка излучаемых магнитных полей у электромеханических реле довольно затруднительна.

5-1290 53

Рис. 37. Схема оптико-электронного эквиватента двухполюсного реле на одно направление.

Следует, конечно, отметить и сравнительные недостатки оптико-электронных реле. Если, например, ток через выходные контакты у электромеханических реле может составлять много ампер, то оптико-электронные реле способны переключать токи не. более 100 же. Напряжение между разомкнутыми контактами у электромеханического реле может доходить до 2 /се, и сопротивление замкнутого контакта составляет миллиомы, а у электронно-оптических реле

Эти величины соответственно равны 50 е и 100 ом.

Уплотняющие устройства. В многоканальных переключателях систем обработки информации щироко применяется коммутация сигналов, поступающих последовательно от группы датчиков. Для этих систем важным является разделение коммутирующих цепей от шин, по которым распространяются информационные сигналы. Такая развязка в многократной схеме необходима потому, что оба зажима любого из переключателей находятся под сигнальными потенциалами.

Как правило, многоканальный переключатель состоит из транзисторного прерывателя с трансформаторным управлением, обеспечивающим развязку по постоянному току. Такое многоканальное устройство вместе с трансформатором может быть заменено оптико-электронным коммутатором, состоящим из фотодиодов и фототранзисторов. Б отсутствие светового сигнала этот коммутатор имеет высокое сопротивление, в момент же подачи сигнала сопротивление переключателя резко уменьшается. В США подобного рода коммутаторы нашли применение в телеметрических системах для спутников и ракет, при контроле сотеп различных параметров, а также при анализе экспериментальных результатов испытаний.

Схема оптико-электронного уплотняющего устройства, позволяющего коммутировать последовательно п входных параллельных информационных шин на вход одноканальиого усилителя, показана на рис. 38. В случае необходимости на выходе одноканальиого звена передачи информации может быть помещен синхронный оптико-электронный дешифратор, производящий обратную операцию, т. е. последовательное разделение информации по и соответствующим параллельным каналам. При этом один из входов такого уплотняющего устройства может быть замкнутым накоротко, а другой подключен к источнику опорного напряжения для получения /г-каналь-ного усиления со стабилизацией нулевого уровня и усиления с помощью прерывателя. Быстродействие оптико-электронных переключателей сравнимо с аналогичными транзисторными переключателями с трансформаторными входами.

Рис. 38. Схема оптико-электронного уплотняющего устройства, последовательно подключающего я входных каналов на вход одно-канального уплотняющего усилителя, электрически развязанного со входными цепями.

2 .5.

9. ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫе ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Как уже говорилось, возможность получения хорошей электрической развязки при помощи фотонной связи позволяет исключить фон и паразитные сигналы, обусловленные общими цепями питания. Проблема избавления от паразитных сигналов особенно сложна в системах обработки информации, построенных на интегральных схемах, так как применение обычно используемых для развязки по постоянному току трансформаторов и конденсаторов оказывается слишком громоздким. В таких системах в большинстве r~i случаев наилучшим способом избавления от паразитных сигналов при соединении схем является применение оптико-электронной связи. Устройство, которое может быть использовано для рис. 39. Устройство (поперечный создания оптико-электрон- разрез) оптико-электронной инте-ной связи в интегральных тральной схемы.

схемах, получило название / д„од-из.пу.,атель из арсенида гал-

ОПТИКО-ЭлектрОННОГО им- лия; 2 - селеновое стекло; 3 - крем-

пулЬСНОГО усилителя. ниевый диффузионный фотодиод; 4 -

Выпускаемый одной из кремниевая пластина с проводимостью

я-ирпикянгких Ъипм та- Р-типа; 5 - транзисторы, резисторы и

американских фирм, id конденсаторы; 6 -корпус.

кой усилитель представляет собой интегральную твердую схему, состоящую из кремниевого фотодиода, который изготовлен в одном монокристалле кремния вместе с другими элементами интегральной схемы, и плоского излучательного диода из арсенида галлия, установленного над с-веточувствительной поверхностью кремниевого фотодиода. Излу-чательный диод из арсенид-галлия работает при токе 5 ма и напряжении 1,2 в. При этом он излучает мощность около 10 мквт. Длина волны излучения соответствует близкой инфракрасной части спектра и равна приблизительно 0,9 мк. Усилитель развивает на выходе импульс с амплитудой коло 5 в при номинальном напряжении питания от источника напряжением 6 в.

На рис. 39 показано устройство интегральной схемы усилителя. Арсенид-галлиевый излучатель прикреплен к поверхности кремниевого фотодиода через слой селенового оптического стекла с коэффициентом преломления 2,9 и высокой степенью прозрачности для длины волны, излучаемой арсенид-галлиевым источником света (эффективность этого стекла в 23 разя выше, чем эффективность связи через воздух). Размеры усилителя таковы, что он может быть помещен в стандартный плоский корпус размерами 3X6,5x0,8 мм.

Для уменьшения емкости между излучательным диодом и кремниевой интегральной схемой (верхний диффузионный слой кремниевого фотодиода с проводимостью и-типа) применён специальный оптически прозрачный электропроводный слой, экранирующий вход усилителя от высокочастотного фона. Для дополнительного уменьшения высокочастотных наводок используется узкая алюминиевая заземленная полоска, установленная над структурой в области чувствительного центра излучательного диода и присоединенная к слою кремниевого фотодиода в области с проводимостью и-типа. Полученная Б результате этих мер эквивалентная емкость не превышает 0,1 пф.