Химия - Резисторная оптопара - История

01 марта 2011


Оглавление:
1. Резисторная оптопара
2. История
3. Физические свойства
4. Практическое применение



В 1873 году Уиллоуби Смит обнаружил фотопроводимость в селене. В начале 20 века изучение внешнего фотоэффекта в вакуумных лампах открыло путь к коммерческому производству фотоэлементов. В 1918 году американские и германские инженеры, работавшие независимо друг от друга, предложили использовать вакуумные фотоэлементы для считывания оптических фонограмм в кинематографе. Ли де Форест, Western Electric и General Electric довели до практического применения три конкурирующие системы звукового кино. В 1927 году на экраны США вышел первый коммерческий звуковой фильм Певец джаза, а к 1930 году звуковые фильмы полностью вытеснили немое кино.

Триумф звукового кино стимулировал поиск новых областей применения фотоэлементов. Инженеры рассматривали все известные типы фотоэлементов, но на практике рынок промышленной и бытовой автоматики захватили медленные, но дешёвые селеновые приборы. К середине 1930-х годов селеновые фотоэлементы управляли заводскими конвейерами, лифтами, ткацкими станками. В Великобритании, а затем в США началась массовая установка пожарных извещателей с селеновыми датчиками. Норберт Винер предложил использовать, а Трумэн Грей построил оптический сканер для ввода и интегрирования данных в аналоговых компьютерах. Курт Креймер внедрил селеновый фотоэлемент в медицинские исследования. В 1940 Гленн Милликен построил первый практический селеновый оксиметр для контроля состояния пилотов Королевских ВВС. Оксиметр Милликена представлял собой оптопару, оптический канал которой замыкался через мочку уха пилота.

Во второй половине 1950-х годов на смену селеновым фотоэлементам пришли фоторезисторы на основе сульфида кадмия и селенида кадмия. В начале 1960-х внедрение чувствительных и компактных кадмиевых фоторезисторов обусловило массовое производство фотоаппаратов с автоматической экспозицией, в том числе зеркальныx камер с замером экспозиции через объектив Оптопары на лампах накаливания и кадмиевых фоторезисторах широко применялись в цепях обратной связи промышленной автоматики. В медицине кадмиевые фоторезисторы не прижились из-за чрезмерного эффекта памяти и быстрого старения. Необходимость регулярной калибровки и поправки на «световую историю» прибора оказались неприемлемыми для врачебной практики.

Гитарный усилитель Fender с эффектом тремоло. Крайний правый потенциометр регулирует глубину модуляции.

В первой половине 1960-х годов Gibson и Fender начали использовать РО в качестве модуляторов эффекта «тремоло» гитарных усилителей. Обе компании самостоятельно собирали свои оптопары из дискретных ламп, фоторезисторов и термоусадочной трубки. Gibson использовал в качестве излучателей лампы накаливания, ограничивавшие предельную частоту эффекта. Fender заменил лампу накаливания на неоновую лампу, что позволило повысить частоту эффекта до десятков Гц при малых управляющих токах и «переключательном», нелинейном характере модуляции. Несмотря на преимущество неоновых ламп в скорости переключения, независимые производители гитарных эффектов предпочитали использовать лампы накаливания с их плавной, «сочной» модуляцией.

В 1967 Vactec, Inc. выпустила на рынок компактные РО под торговой маркой Vactrol. В отличие от сборок, применявшихся Fender и Gibson, вактролы были полностью герметизированы и обеспечивали жёсткую механическую связь лампы и фоторезистора. В начале 1970-х годов Vactec заменила лампы накаливания на светодиоды. РО достигли предела скорости переключения, которая всё равно оставалась слишком медленной для нужд цифровой техники. Производители сконцентрировали усилия на доводке до массового применения фотодиодов и фототранзисторов, и в течение 1970-х годов новые приборы и оптроны на их основе вытеснили резисторные оптопары с рынка. РО сохранили за собой узкие ниши в сценическом и студийном звуковом оборудовании, а также в промышленной автоматике, где недостатки фоторезисторов не имели решающего значения. Vactec, Inc. не продлила вовремя свои права на торговую марку Vactrol, и она стала в английском языке нарицательным именем, обозначающим любую РО, применяемую в звуковой аппаратуре.

По состоянию на 2010 год, производство РО под торговой маркой Vactrol продолжает компания PerkinElmer — правопреемник Vactec, Inc. Компания Silonex производит РО под торговой маркой AudiOhm. В Европейском Союзе производство и сбыт фоторезисторов на основе соединений кадмия запрещено с 1 января 2010 года. Первоначальный вариант директивы ЕС об ограничении содержания вредных веществ, принятой в 2003 году, допускал временное использования кадмия в приборах, не имевших безопасных аналогов. Представители звуковой индустрии не смогли убедить законодателей в незаменимости кадмиевых оптопар, и в 2009 году Еврокомиссия исключила «фоторезисторы для оптопар, применяемых в профессиональной звуковой аппаратуре», из списка разрешённых применений кадмия.



Просмотров: 7496


<<< Полупроводниковый резистор