在放大相片时,一批相片底片的密度(厚薄)可能相差很大,通常要逐一作试样,然后根据试验结果以人工计时或以时间继电器控制曝光量。相纸的曝光程度基本和时间及光强成正比,因此利用运算放大器组成积分电路可以实现曝光自动控制,电路简单且具有一定精度。
方框图见图1。其原理是:光电池接收到放大纸的反射光,产生正比于光强的电信号加到积分电路作积分,再将积分电路的输出电压与基准电压一起送到电压比较器中比较,电压比较器根据积分电路输出电压与基准电压的相对大小输出高电平或低电平,最后通过反相器带动继电器控制放大机灯泡的通断,达到对于曝光时间的自动控制。因而无论底片感光过度或感光不足;或者放大过程中灯光亮度发生变化,都可保持所放大的相片曝光一致。

工作原理
电路见图2。用一块运算放大器IC\(_{1}\)组成积分电路(积分电路原理可参阅本刊1980年第6期20页),硅光电池2CR产生的电压就是积分器的输入电压Usr,积分器的输出电压U\(_{sc}\)也就是送到电压比较器(IC2反相输入端)去与基准电压进行比较的电压。当输出电压U\(_{sc}\)等于电压比较器的上门限电压Ems时,继电器动作。曝光时间t=R\(_{1}\)C1\(\frac{E}{_{ms}}\)Usr,当R\(_{1}\)、C1、E\(_{ms}\)选定以后。曝光时间t和Usr成反比。


电压比较器也是用一块运算放大器IC\(_{2}\)组成,为避免因电容器C1漏电造成继电器误动作,这里采用迟滞型电压比较器,我们把这部分电路画出如图3a,图中E\(_{j}\)为基准电压,U′sr为积分器的输出电压。迟滞型电压比较器的输出—输入特性如图3b所示,它具有两个门限电压:上门限电压E\(_{ms}\)和下门限电压Emx。
当电压比较器输出高电平E\(_{g}\)时(Eg=·12V),同相输入端电平应为
U′\(_{+}\)=RtR\(_{t}\)+RFE\(_{g}\)+RF;R\(_{t}\)+RFE\(_{j}\)……(1)
要使比较器从E\(_{g}\)转换到低电平Ed(E\(_{d}\)=·-12V),反相端输入电压U′sr必须增大到U′\(_{+}\)才行,所以上门限电压Ems=U′\(_{+}\)。
同理,当比较器输出低电平E\(_{d}\)时,同相输入端电平应为
U″\(_{+}\)=RtR\(_{t}\)+RFE\(_{d}\)+RF;R\(_{t}\)+RFE\(_{j}\)……(2)
要使比较器从E\(_{d}\)转换到Eg,反相输入端U′\(_{sr}\)必须下降到 U′′+ 才行,所以下门限电压E\(_{mx}\)=U′′+。门限宽度E\(_{m}\)=Ems-E\(_{mx}\)。选取适当的门限宽度,可以防止继电器释放后在短时间内因积分电容漏电而造成继电器再次吸合。
从(1)式可以求出基准电压E\(_{j}\)
E\(_{j}\)=(1+RtR\(_{F}\))Ems-R\(_{t}\);RFE\(_{g}\)……(3)
按照图2电路各元件数值,取E\(_{m}\)=6V,Ems=6.5V时,可算出E\(_{j}\)=·4.6V,由调整R6取得。当积分器输出电压低于E\(_{mx}\)值时,电压比较器的输出为高电平,反相器3DG12导通,继电器J吸合,放大机的灯泡亮。当积分器的输出电压达到Ems值时,电压比较器的输出变为低电平, 3DG12截止,继电器J释放,灯泡灭。
二极管D\(_{1}\)用2CP型反向耐压≥100V的。电源可采用任何输出±15V的整流滤波电路,要求输出电流大于50mA即可。
元件选择和制作
硅光电池采用2CRll型,最大输出电压为0.5V左右。也可改用光敏电阻、光电三极管等,但要对输入部分的电路作相应的改动。图中的集成运算放大器是用的5G23型,如改用5G24、BG303、FC3等型的,各脚外接元件应参阅器件手册改接。
积分电容器C\(_{1}\)是关键元件,要求漏电流尽可能小,有条件的应采用钽电容。
继电器用小型电磁继电器,吸合电流10~20mA左右,内阻1KΩ左右即可,因放大机灯泡功率为100W以上,因此要求触点容量>0.5A。
K\(_{1}\)为1×2拨动开关,K2为微动开关。
整个电路可装在一块印刷电路板上,和电源部分一起装在一个木制外壳内,固定在放大机底座上。硅光电池用导线引出,固定在放大机镜头旁边,随镜头一起升降。若硅光电池输出电压太低,可在硅光电池前加一适当焦距的小凸透镜起聚光作用,可参看图4。

接通电源后,将K\(_{1}\)扳至位置1,按下K2后立即抬开手,相纸即开始曝光,调整R\(_{1}\)达到需要的曝光量。调整好以后保持R1不变,对同一感光度的相纸而密度不同的底片就可进行自动曝光。有些相片要求对曝光作特殊处理的,可以采用手动控制档(将K\(_{1}\)扳至位置2),此时即相当于普通的延时继电器式曝光控制器。
由于各种型号的放大机的光通量和放大镜头的相对孔径不尽相同,因此C\(_{1}\)的大小可根据实际情况加以调整来改变曝光时间的控制范围。(孙大奇)