Режимы питания излучающих диодов

Питание ИД может осуществляться постоянным током, в импульсном режиме и в функциональном режиме (например, питание током, сформированным по экспоненциальному закону).

Режим питания по постоянному току является наиболее простым. При этом ИД подключается к источнику питания через токозадающий резистор.

Сопротивление этого резистора определяется из выражения

R =(U_п – U_сд) / I_н,

где U_п – напряжение источника питания;

U_сд – падение напряжения на ИД;

I_н – номинальный ток ИД.

В этом режиме поток излучения определяется выражением:

,

где К – коэффициент пропорциональности.

Этот режим питания наиболее приемлем для одноканальных оптоэлектронных измерительных преобразователей с модуляцией сигнала в оптическом канале (например, для подсчета штучной продукции, измерения плотности ткани и т.д.).

Импульсный режим питания имеет ряд преимуществ по сравнению с первым режимом, а именно при нем упрощается процесс усиления и обработки сигнала, а также уменьшается энергопотребление, что крайне необходимо при разработке приборов с автономным питанием.

В этом режиме через ИД можно пропустить импульсный ток, амплитуда которого может в несколько раз превышать номинальный ток прибора, и получить большую импульсную оптическую мощность излучения. При этом необходимо следить за тем, чтобы среднее значение тока через ИД не превышало максимально допустимый ток прибора

Подбирая необходимую скважность импульсов тока питания ИД, можно обеспечить импульсную мощность излучения, на один–два порядка превышающую номинальную мощность излучения диода.

В этом режиме поток излучения ИД определяется из условия

Третий режим питания – функциональный. Его преимуществом является интенсификация выполняемых математических операций. При этом достаточно легко может быть обеспечена линеаризация передаточной (градуировочной) характеристики измерительных устройств с одновременным упрощением и повышением точности.

Например, при питании ИД током, изменяющимся по экспоненциальному закону, значение максимально допустимого тока определяется из выражения:

,

где a=1/t_э; t_э – постоянная времени экспоненциального тока;

Т – время длительности экспоненциального импульса.

При этом изменение потока излучения будет описываться выражением

.

Увеличение мощности излучения ИД при экспоненциальной развертке можно достичь уменьшением постоянной времени, длительности экспоненты и увеличения максимального значения тока ИД.