Устройство стабилизации режима гибридного бистабильного элемента

Устройство стабилизации режима гибридного бистабильного элемента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано в оптических системах передачи и обработки информации. Целью изобретения является повышение надежности регулирования режима гибридного бистабильного элемента. В известный гибридный бистабильнын элемент на основе электрооптического модулятора для стабилизации режима введена цепь регулирования, позволяющая поддерживать постоянный уровень остаточной интенсивности электрооптического модулятора при различных дестабилизирующих факторах. С этой целью в устройство дополнительно введены схема выделения уровня остаточной интенсивности , формирователь управляющего напряжения , суммирующий усилитель о 1 з.п. ф-лы, 2 ил.о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 02 F 1/03

ОПИСАНИЕ HSOEPETEHHR

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4645600/25 (22) 03.02.89 (46) 30.03.91. Бюл. 1Ф 12 (71) Институт электроники АН БССР (72) В.М.Лукашев и А.Ф.Рубцов (53) 535.511(088 ° 8) (56) 0kada М. Static and Dynamic

0haracteristics of hlectrooptice

Bistable Devices. — Зар. 1.of Арр1.

Phys., 1984, v. 23, Р 7, р. 790. (54) УСТРОЙСТВО СТАБИЛИВА151И РЕЖИМА

ГИБРИДНОГО БИСТАБИЛЬНОГО ЭЛИ1ЕНТА

:(57) Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано в оптических системах передачи и обработки информации. Целью изоб!

Изобретение относится к устройствам стабилизации гибридных бистабильных оптических элементов на основе электрооптических модуляторов и может быть использовано в оптических системах передачи и обработки информации.

Цель изобретения — повышение надежности регулирования режима гибридного бистабильного элемента.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2— временные диаграммы сигналов.

Устройство содержит источник 1 оптического излучения, электрооптический модулятор 2, светоделитель 3, фотоприемник 4, усилитель 5, схему 6 выделения уровня остаточкой интенсивности, суммирующий усилитель 7 и формирователь 8 управляющего напряжения.

Формирователь 8 управляющего напряже„„SU„„1638700 А 1 ретения является повышение надежности регулирования режима гибридного бистабильного элемента. В известный гибридный бистабильньп» элемент на основе электрооптического модулятора для стабилизации режима введена цепь регулирования, позволяющая поддерживать постоянный уровень остаточнои интенсивности электрооптического модулятора при различных дестабилизиру ющих факторах. С этой целью в устройство дополнительно введены схема выделения уровня остаточной интенсивности, формирователь управляющего напряжения, суммирующий усилитель. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ния состоит из устройства 9 сравнения, первого 10 и второго 11 ключей, 2 генератора 12 тактовых импульсов, ре» версивного счетчика 13 и цифроаналогового преобразователя 14. С5

На фиг. 2 показаны входные оптичес- фР кие импульсы (диаграмма 0 ); вьмодные Я) регенерируемые оптические импульсы (диаграмма »»1; выходной сигнал устрой- ства выделения уровня остаточной ин- . { 1 тенсивности (диаграмма о ), сигналы на входе обратного счета реверсивного счетчика (диаграмма Z ); сигналы на входе обратного счета реверсивного счетчика (диаграмма »1); сигналы на управляющем электроде электроопти- В ческого модулятора (диаграмма e ), где 1 „- интенсивность входного оптического сигнала; t — время;

I — интенсивность выходного оптичесвик кого сигнала электрооптического моду1638700 лятора; U — напряжение; U д — опорное напряжение; Upe — напряжение, определяющее уровень остаточной интенсивности оптического сигнала.

Устройство работает следующим об5. разом.

В исходном состоянии устройство находится в равновесном состоянии и на выходе суммирующего усилителя 7 имеется напряжение Up>„ которому соответствует уровень остаточной интенсивности Iо на выходе электрооптического модулятора 2. Поступающие через светоделитель 3 на фотоприемник 4 входные оптические импульсы (фиг.2а) вызывают регенерацию мощных выходных оптических импульсов на выходе электрооптического модулятора 2 (фиг. 2б).

Соответствующие выходным оптическим импульсам электрические сигналы посту,пают на схему 6 выделения уровня остаI точной интенсивности которая формиФ рует уровень напряжения U соответ:.ствующий уровню остаточной интенсив- 25 ности 1„.

Если напряжение U, поступающее на формирователь 8 управляющего на пряжения, равно заданному опорному напряжению U „,,формирователь 8 не

30 изменяет своего выходного сигнала и уровень остаточной интенсивности Х не изменяется. При этом импульсы напряжения, поступающие на второй вход суммирующего усилителя 7 и возникающие в процессе регенерации, склады- 35 ваются при помощи суммирующего усилителя 7 с выходным напряжением формирователя 8. Таким образом, управляющее напряжение электрооптического модулятора 7 состоит из двух компо- 40 нент: напряжения Upend, определяющего уровень остаточной интенсивности в равновесном состоянии, и напряжения возникающего в результате регенеУ

45 рации и поступающего но цепи положительной обратной связи (фиг. 2е) .

При таком изменении температуры кристалла электрооптического модулятора когда его пропускание уменьшается, уменьшается уровень остаточной 50 интенсивности Х, становится меньше и выходное напряжение, схема 6 выделения уровня остаточной интенсивности (фиг. 2в) устройства 9 сравне-; ния открывает ключ 10, через который 55 импульсы генератора 12 тактовых импульсов гоступают на вход прямого счета реверсивного счетчика 13 (фиг. 2г). Счетчик 13 увеличивает свое содержимое-, одновременно увелйчиваются выходные сигналы цифроаналогового преобразователя 14 и суммирующего усилителя 7. Вследствие этого, уровень остаточной интенсивности увеличивается до заданного ° Напряжения на входах устройства 9 сравнения становятся равными, первый ключ

10 закрывается и поступление импульсов на вход прямого счета реверсивного счетчика 13 прекращается. Содержимое счетчика 13 соответствует такому регулирующему напряжению, которое компенсирует воздействие дестабилизирующего фактора.

При изменении температуры модулятора, вызывающем увеличение пропускания модулятора уровень остаточной интенсивности увеличивается, что вызывает увеличение сигнала на выходе схемы 6 выделения уровня остаточной интенсивности. Устройство 9 сравнения открывает ключ 11, через который тактовые импульсы поступают на вход обратного счета реверсивного счетчика 13 (фиг, 2д), его содержимое уменьшается до тех пор, пока уровень остаточной интенсивности ? не стао нет равным заданному. При изменениях мощности источника оптического излучения изменяться также уровень остаточной интенсивности и устройство стабилизации вырабатывает такой регулирующий сигнал, который компенсирует воздействие данного дестабилизирующего фактора таким же образом, как и в случаях изменения температуры кристалла электрооптического модулятора 2.

Чтобы обеспечить стабилизацию режима при увеличении мощности источника 1 оптического излучения, положение рабочей точки гибрицного биста †. бильного оптического элемента в состоянии равновесия следует выбирать превышающим уровень перегиба характеристики электрооптического модуляторао

На положение рабочей точки модулятора в состоянии равновесия могут также оказать влияние воздействия постоянных фоновых засветок на фотоприемник 4, наличие остаточной интенсивности входного сигнала (фиг. 2а).

В конечном итоге, влияние данного дестабилизирующего фактора сказывается на изменении уровня остаточной

5 1638700 интенсивности о, что вызывает изменение выходного сигнала схемы 6 выделения уровня остаточной интенсивности и формирователь 8 управляющего сигнала изменяет свой выходной сигнал таким образом, что уровень остаточной интенсивности То остается прежним.

Устройство стабилизации режима гибридного бистабильного элемента позволяет при помощи регулирования опорного напряжения Uzq, поступающего на вход устройства 9 сравнения, регулировать начальные условия равновесного состояния, что дает возможность оптимизировать режим генерации к тем или иным задачам. Чтобы исключить срабатывание устройства 9 сравнения от шумов, возникающих в оптическом и электронных трактах, оно выполняет- 20 ся двухпороговым с шириной окна, превышающей уровень шумов, Схема 6 выделения уровня остаточной интенсивности состоит из последовательно соединенных вычитающего устройства и пикового детектора. На суммирующий вход вычитающего устройства прикладывается напряженке, которое больше или равно максимальному напряжению выходного сигнала усилителя 5, а на вычитающий вход подается выходной сигнал усилителя 5. В выходном сигнале вычитающего устройства минимальным уровням интенсивности соответствуют максимальные уровни напряжения.

Устройство повышает надежность работы гибридного бистабильного оптического элемента.

Формула и з обр ет ения

1. Устройство стабилизации режима гибридного бистабильного элемента, состоящее из расположенных последовательно и оптически связанных источника

45 оптического излучения, электрооптического модулятора, светоделителя, Фотоприемника, выход которого связан с входом усилителя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности регулирования режима гибридного бистабильного элемента, в него введены схема выделения уровня остаточной интенсивности, суммирующий усилитель и формирователь управляющего напряЖения, выход которого соединен с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого подкпючен к выходу усилителя и входу схемы выделения уровня остаточной интенсивности, выход которой соединен с входом формирователя управляющего напряжения, выход суммирующего усилителя подключен к управляющему электроду электрооптического модулятора.

2. Устройства по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что формирователь управляющего напряжения содержит устройство сравнения, два ключа, генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, вью<":,-:, которого является выходом фор жрователя управляющего напряжения, входом которого является первый вход устройства сравнения, второй вход которого является входом для подключения формирователя управляющего напряжения, выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого и второго ключей соответственно, вторые входы которых подключены к первому и второму выходам устройства сравнения соответственно, выходы первого и второго ключей подключены к первому и второму входам реверсивного счетчика соответственно, выходы которого подключены к входам цифроаналогового преобразователя.

5ых

Составитель Л. Талонина

Редактор Л. Пчолинская Техред Л.Олийнык Корректор Н. Ревская

Заказ 928 Тира-к 337 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101