Таким приложениям, как измерение мутности и денситометрия, требуются источники чистых световых импульсов со стабильной амплитудой. Драйвер светодиода на Рисунке 1 освещает нейроны сетчатки в биологическом эксперименте, к которому предъявляются аналогичные требования. Для каждого конкретного светодиода при заданном токе интенсивность свечения стабильна, поэтому коммутация стабильного тока является простым и эффективным способом получения необходимой функции. Схема формирует импульсы тока светодиода с временем нарастания и спада менее 500 нс и выбросами менее 7%. Ток можно программировать с помощью компьютера, заменив потенциометр на ЦАП. Схема содержит регулируемый источник тока (IC1 и Q2), перегруженный дифференциальный усилитель (Q3 и Q4), действующий как ключ, и преобразователь уровня (Q1) для смещения входного сигнала ТТЛ до уровней, необходимых для управления дифференциальной парой.
 |
|
| Рисунок 1. | Эта схема подает в светодиод стабильные и точные порции тока. |
Напряжение на движке потенциометра R6 повторяется на резисторе R9 благодаря обратной связи операционного усилителя. Поскольку транзистор Q2 имеет высокий коэффициент передачи тока альфа, бóльшая часть тока эмиттера, создающего падение напряжения на R9, достигает его коллектора. Этот ток остается стабильным, так как альфа мало меняется с температурой. Транзисторы Q3 и Q4 образуют дифференциальную пару. В зависимости от того, какой из транзисторов открыт, эмиттерный ток одного или другого поступает в коллектор Q2. Когда потенциал базы Q3 становится на несколько сотен милливольт более положительным, чем потенциал базы Q4, ток транзистора Q2 шунтирует источник питания 5 В. Ток через транзистор Q4 не течет, поэтому светодиод LED выключен. Когда потенциал базы транзистора Q3 менее положителен, чем потенциал базы Q4, ток транзистора Q2 проходит через светодиод. Переключение по принципу «все или ничего» происходит из-за большого дифференциального напряжения на базах. Как и в случае с транзистором Q2, ток коллектора в Q4 в проводящем состоянии составляет большую и стабильную долю тока эмиттера. Неизменность нагрузки объединенных эмиттеров Q3 и Q4 на источник тока обеспечивает его безразрывную работу, что позволяет использовать операционный усилитель с узкой полосой пропускания.
Q1 – это усилитель с общей базой, включенный, по сути, так же, как транзистор входного каскада ТТЛ, за исключением конденсатора C3 емкостью 1000 пФ, параллельного базовому резистору R4. Когда уровень входного сигнала превышает 2 В, напряжение на базе транзистора Q1 остается равным 2.5 В, и напряжение на коллекторе Q1 повышается настолько, чтобы через транзистор Q4 и светодиод не проходил ток. Когда входной сигнал ниже 0.4 В, напряжение эмиттера Q1 достаточно низкое, и ток базы, проходящий через резистор R4, достаточно высок, чтобы насытить Q1. В результате ток базы Q3 удерживается на достаточно низком уровне, чтобы гарантировать, что весь ток коллектора от Q2 проходит через транзистор Q4 и светодиод. Когда входной сигнал снова становится положительным, энергия, накопленная в конденсаторе C3, создает обратное смещение на переходе эмиттер-база транзистора Q1, что приводит к быстрому рассасыванию накопленного заряда и, как следствие, к быстрому выключению. Убедитесь, что допустимая для транзистора Q4 мощность не превышена. Учитывайте ток и напряжение коллектор-эмиттер. При использовании транзисторов в корпусах TO-92 и светодиода, на котором падает напряжение 2 В при токе 50 мА, схема на Рисунке 1 работает при температурах выше 55 °C с перемычкой вместо резистора R12. Если нужны более высокие токи или используются транзисторы в корпусах меньшего размера, может потребоваться замена перемычки R12 резистором с конечным сопротивлением, чтобы снизить рассеиваемую на транзисторе Q4 мощность до безопасного уровня.
Купить LM324 на РадиоЛоцман.Цены
