Die Schaltung im Bild besteht aus 4 Teilen:
A) dem linken OPV als Hilfsspannungsquelle,
B) den Dioden des PSD mit den Schaltern,
C) dem rechten OPV als Integrator,
D) den beiden Invertern als Schmitt Trigger.
Bei D wird ein PWM Signal p ausgegeben das der Position y/ym entsprechen soll. Das Signal p geht an den Schalter S1 und das inverse Signal (1-p) geht an den Schalter S2.
Die Dioden liegen in Reihenschaltung in entgegengesetzter Richtung am Eingang des Integrators. Da die beiden Signale die Schalter abwechselnd schließen ist jeweils eine Diode kurzgeschlossen und die andere liegt für sich allein am Eingang und ihr Strom ist der Eingangsstrom des Integrators.
Während der relativen Einschaltdauer p ist der Schalter S1 geschlossen und der Strom i2 der Diode D2 fließt in den Eingang. Während der übrigen Zeit (1-p) fließt der Strom -i1 der Diode D1 in den Integrator.
Damit erhält der Integrator pro Periode den Strom i2 * p – i1 * ( 1 - p ). Da der Integrator zwischen den Schaltpunkten des Schmitt Triggers hin und her regelt ist der Mittelwert des Stroms null und es gilt:
i2 * p = i1 * ( 1 - p )
i2 * p = i1 – i1 * p
p = i1 / ( i1 + i2 )
Damit ist dann p = y/ym, proportional zur Position des Lichtflecks, gemessen ab dem linkem Rand des PSD.
Bei einer Änderung der Intensität des Lichtflecks auf dem PSD ändert sich die Frequenz des Ausgangssignals aber nicht die relative Einschaltdauer p, das wurde ja auch so berechnet. Schön ist auch dass die Schaltung ohne Spezialbauteile aufgebaut ist und nicht mehr als 1mA benötigt.
Manfred
Zitat von Manf
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