Цифроаналоговый преобразователь в системе остаточных классов

Цифроаналоговый преобразователь в системе остаточных классов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для цифроаналогового преобразования кодов системы остаточных классов (СОК). Цель изобретения - повьпиение быстродействия преобразователя. Цифроаналоговый преобразователь содержит п преобразователей j код - аналог, где п - число оснований кода СОК, интерферометрические электрооптические модуляторы 2, в состав которьк входят оптические входы 3, оптические волноводы 4, оптические выходы 5, первые и вторые пары модулирующих электродов 6, 7, выходы 8 цифроаналоговьк преобразователей 9, входные шины 10 преобразуемого кода, управляющие входы 11 преобразователей 1 код - аналог, амплитудный преобразователь 12, источник 13 изменяющегося напряжения, информационную выходную шину 14, источник с & (Л оо О) 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ду4Н 03 М 1/66

« «

Ф

1 1й,.

ЩГ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4012856/24-24 (22) 04.11.85 (46) 23.12.87. Бюл. У 47 (71) Воронежский государственный университет им. Ленинского комсомола (72) В.А.Шульгин (53) 681.325(088.8) (56) Абрамсон И.Т. и др. Принципы построения преобразователей информации, работающих в системе остаточных классов. — Автометрия, 1969, У 2, с. 3-10.

Там же, с. 3-10, рис. 1. (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

В СИСТЕМЕ ОСТАТОЧНЫХ КЛАССОВ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для цифроанало„„SU„„1361718 А1 гового преобразования кодов системы остаточных классов (СОК). Цель изобретения — повышение быстродействия преобразователя. Цифроаналоговый преобразователь содержит и преобразователей 1 код — аналог, где и — число оснований кода СОК, интерферометрические электрооптические модуляторы

2, в состав которых входят оптические входы 3, оптические волноводы 4, оптические выходы 5, первые и вторые пары модулирующих электродов 6, 7, выходы 8 цифроаналоговых преобразователей 9, входные шины 10 преобразуемого кода, управляющие входы 11 преобразователей 1 код — аналог, амплитудный преобразователь 12, источник

13 изменяющегося напряжения, информационную выходную шину 14, источник я

1361718

15 когерентного оптического излучения, вход 16 порогового устройства

1.7, выходную шину 18 синхронизации.

Повышение быстродействия достигается

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для цифроаналогового преобразователя кодов системы остаточных классов.

Цель изобретения — повьппение быстродействия преобразователя.

На чертеже приведена функциональная схема цифроаналогового преобразователя в системе остаточных классов (ЦАП СОК).

ЦАП СОК содержит и преобразователей 1 код — аналог, в состав каждого иэ которых входят интерферрометрический электрооптический модулятор 2 с оптическим входом 3, двумя опти ескими волноводами 4, оптическим выходом 5, при этом оптические волноводы

4 расположены соответственно между первой и второй парами модулирующих электродов, выводы которых являются соответственно первой 6 и второй 7 парой управляющих входов электрооп-. тического модулятора 2, вторая пара

7 управляющих входов которого подключена к выходам 8 ЦАП 9, входы которого являются цифровыми входами преобразователя код — аналог и являются входными шинами 10 преобразуемого кода, первая пара 6 управляющих входов является парой 11 управляющих входов преобразователя код — аналог и подключена к соответствующей паре выходов амплитудного преобразователя 12, вход которого подключен к выходу источника 13 изменяющегося напряжения и является информационной выходной шиной 14, выход источника 15 оптического когерентного излучения оптически связан с оптическими входами преобразователей 1 код — аналог, оптические выходы которых оптически связаны с входом 16 порогового устройства 17, выход которого является выходной шиной 18 синхронизации. за с мет большой скорости преобразования информации в электрооптических модуляторах и за счет введенных блоков 12, 13, 17. 1 з,п. ф-лы, 1 ил.

ЦАП СОК работает следующим образом.

Поступающее на вход 3 каждого электрооптического модулятора оптическое когерентное излучение источника 15 разветвляется по двум каналам волноводов 4 — областям с большим показателем преломления, сформированным в приповерхностном слое электооптичес-. кого кристалла, Волноводы 4 находятся в электрическом поле электродных структур 6 и 7. Вследствие поперечного электрооптического эффекта под действием напряжения, приложенного к

"5 каждой из пар электродов, происходит изменение показателей преломления в

l направлении распространения света и изменяется фазовая скорость. Сдвиг фаз между каналами волноводов 4 при20 водит к тому, что при суммировании сигналов интенсивность света на выходе 5 может иметь значения от нуля до максимума, изменяясь в зависимости от напряжения на электродах, по периодическому закону

I (— + — cos2 tt(— — — + 1 1 -PIVIt макс(2

VtI <, 2

Р K;Va,l

30 (1) ;2,1 где V 7,iH 7Р11- полуволновое напряжение (V 1-, — напряжение, осуществляющее изменение фазы на и), соответственно, первой и второй пар модули35 рующих электродов i-го электрооптического модулятора, P — модуль i-го разряда кода СОК; V„ — напряжение с выхода ЦАП i-го преобразователя код— аналог, пропорциональное цифровому

40 значению Ы; кода СОК,, а(, ..., Ы„ ;

V, — напряжение на соответствующем

2(1 выходе амплитудного преобразователя;

К вЂ” коэффициент передачи амплитуд2 ного преобразователя с входа на i-й

45 выход.

1361718

Каждая- пара электродов формирует передаточную характеристику модулятора, имеющую вид периодической функции. Пара электродов 6 формирует не5 который фазовый сдвиг, пропорциональный числу Ы,. соответствующего разряда кода СОК. Для правильной работы устройства должно выполняться соотношение 10 (2) т.е. количество дискретов младшего значащего разряда ЦАП равно полуволновому напряжению электрооптического модулятора (одному периоду передаточной характеристики) V --„„,,. На элек11,1,1 троды 7 подается изменяющееся, в частности пилообразное, напряжение.

Это напряжение осуществляет развертку во времени передаточной характеристики электрооптического модулятора с учетом начальной фазы, заданной числом Ы. Поскольку период передаточной характеристики электрооптических модуляторов определяется как физически25 ми и конструктивными их особенностями (значения электрооптических коэффициентов, ориентация кристалла, длина и конфигурация электродов, профиль диффузии канала и т.д.), так и возможным масштабным изменением входного модулирующего напряжения, требуемое соответствие достигается выполнением условия (2) для электродов 6 (фазиРующих), и условия 35 и

;=1 для электродов 7 (развертывающихся), где К; — коэффициент передачи ампли- 40 тудного преобразователя 12, преобразующего напряжение источника 13 в напряжение на электродах 7 i-го электрооптического модулятора; V z максимальное напряжение источника 13, 45 соответствующее верхнему пределу динамического диапазона ЦАП СОК. Согласно условию (3), электрооптический модулятор i-го преобразователя код— аналог по развертывающим электродам 7 50 имеет передаточную характеристику, Следует отметить, что в отсутствии напряжений на управляющих электродах на оптических выходах электрооптических модуляторов будет наблюдаться максимум интенсивности излучения согласно выражению (1). При различных погрешностях в -.ехнологии изготовления электросптических,модуляторов (разные длины оптических волноводов и содержащую П P < - периодов в диJc3 1 1 намическом диапазоне ЦАП СОК. Таким образом, условие (3) позволяет сформировать совокупность передаточных характеристик с взаимно-простыми периодами.Вследствие этого оптический сигнал источника 15, одинаково поделенный между п электрооптическими модуляторами 2 и просуммированный на входе 16 порогового устройства l7 будет иметь только один максимум в интервале интенсивностей (V = О Ч = ††-- --(rl Р. - 1))

V 42,I

2 2 К, 1 (4) где V — изменяющееся напряжение ис2

О точника 13.

Этот максимум соответствует напряжению VI, пропорциональному числу в коде СОК. В частности, когда o(;= О, 1,2,...п и, соответственно, V

= О, i = 1,2, ..., п, складываются косинусоидальные функции (выражение (1)). Максимуму интенсивности удовлетворяет условие V = О. Цифровому сигналу ставится в соответствие аналоговый с погрешностью +1/2 МЭР. Этому значению погрешности отвечает условие на интервал срабатывания порогового устройства 17:

1 о (z(1 7 ) 1) (5)

ПР

Р, где I — максимальная интенсивность суммарного оптического сигнала с выходов 5 и электрооптических модуляторов на входе порогового устройства

17 при одинаковых сигналах на входах

3. Пороговое устройство, при наличии сигнала на входе 16, соответствующего интервалу (5), формирует логический сигнал на выходной шине 18 синхронизации, указывающий на соответствующие напряжения источника 13 на шине 14 преобразователя искомому аналоговому сигналу, соответствующему коду СОК на входах 10 ЦАП СОК. Выходным игналом предлагаемого устройства может быть как напряжение на шине 14 ЦАП

СОК при соответствующем сигнале на шине 18, так и временной интервал при монотонном изменении напряжения источника 13 от нуля до появления логического сигнала на шине 18 ЦАП СОК.

1361

718

Формула изобретения

Составитель В.Першинов

Техред H. Попович Корректор M. Максимишинец

Редактор Е.Папп

Заказ 6304/57 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород„ ул. Проектная, 4

5 каналов 4, разница в эффективном показателе преломления этих каналов и и др.) возможно появление начального фазового сдвига в передаточной характеристике электрооптических модулято5 ров. Этот фазовый сдвиг может быть устранен различными методами, в частности введением некоторого смещения нуля в соответствующем ЦАП.

1. Цифроаналоговый преобразователь в системе остаточных классов, содер- 15 жащий и преобразователей код — аналог, где и — число оснований кода системы остаточных классов, цифровые входы которых являются входными шинами преобразуемого кода, о т л и ч а20 ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены источник изменяющегося напряжения, амплитудный преобразователь, пороговое устройство, источник оптического ко" р5 герентного излучения, выход которого оптически связан с оптическими входами соответствующих и преобразователей код — аналог, оптические выходы которых оптически связаны с входом порогового устройства, пары управляющих входов подключены к соответствующим парам выходов амплитудного преобразователя, вход которого подключен к выходу источника изменяющегося напряжения и является информационной выходной шиной, при этом выход порогового устройства является выходной шиной синхронизации.

2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что каждый преобразователь код — аналог выполнен на цифроаналоговом преобразователе и интерферометрическом электрооптическом модуляторе, оптический вход которого является оптическим входом преобразователя код — аналог, оптический выход является оптическим выходом преобразователя код — аналог, первая пара управляющих входов явля-, ется парой управляющих входов преобразователя код — аналог, вторая пара управляющих входов подключена к соответствующей паре выходов цифроаналогового преобразователя, входы которого являются цифровыми входами преобразователя код — аналог.