Оптоэлектронный многофункциональный элемент
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБР ЕТЕ Н И Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1ш 534035
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.03.75 (21) 2115833/21 !
I с присоединением заявки №
I (23) Приоритет
I ! Опубликовано 30.10.76. Бюллетень № 40 !
Дата опубликования описания 10.11.76 (51) Й. Кл, Н ОЗК 19/14
Н ОЗК 3/42
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.376.5 (088.8) ЭЛЕМЕНТ
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в непрерывных и дискретных логических устройствах.
Известен оптоэлектронный многофункциональный элемент, содержащий фотоприемники, которые через ослабляющие светофильтры и светоделительные системы оптически связаны с источниками света, усилитель постоянного тока, вход которого подключен к фотоприемникам, оптические линии задержки, резисторы (1) .
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей оптоэлектронного элемента, Это достигается тем, что в предлагаемый оптоэлектронный многофункциональный элемент введены ключевое устройство, блок управления, полупроводниковое реле, две дополнительные светоделительные системы, две ячейки Керра, электрическая линия задержки, инверсная ячейка и резистор опорного напряжения, причем вход усилителя постоянного тока подключен к резистору опорного напряжения, а выход — к входу ключевого устройства, первый выход которого подключен к входу инверсной ячейки и через резистор обратной связи к входу усилителя постоянного тока, резистор обратной связи шунтирован последовательно соединенными полупроводниковым реле и электрической линией задержки, второй выход ключевого устройства соединен с входами источников света, которые оптически связаны с соответствующими фотоприемниками через светоделительные систе5 мы, дополнительные светоделительные системы, ячейки Керра и оптические линии задержки, при этом полупроводниковое реле и ячейки Керра связаны через блок управления с шиной команд, а выходы инверсной ячейки яв10 ляются выходами оптоэлектронного многофункционального элемента.
На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого оптоэлектронного многофункционального элемента.
15 Оптоэлектронный многофункциональный элемент содержит фотоприемники 1, 2, которые через ослабляющие светофильтры 3, 4 и светоделительные системы 5, 6 оптически связаны с источниками света 7, 8 соответственно;
20 усилитель постоянного тока 9, вход которого подключен к фотоприемникам 1, 2; оптические линии задержки 10, 11; резисторы 12, 13; ключевое устройство 14; блок управления 15; полупроводниковое реле 16; две дополнительные
25 светоделительные системы 17, 18; две ячейки
Керра 19, 20; электрическую линию задержки
21; резистор опорного напряжения 22 и инверсную ячейку 23.
Вход усилителя постоянного тока 9 подключен к резистору опорного напряжения 22, а
534035
55 бО
3 выход — к входу ключевого устройства 14, первый выход которого, соединенный с контактом 24, подключен к входу .инверсной ячейки 23 и через резистор ооратной связи 25— к входу усилителя постоянного тока 9. Резистор обратной связи 25 шунтирован последовательно соединенными полупроводниковым реле 16 и электрической линией задержки 21.
Второй выход ключевого устройства 14, соединенный с контактом 26, подключен к входам источников света 7 и 8, которые оптически связаны с фотоприемниками 1 и 2 через светоделительные системы 5, 6, дополнительные светоделительные системы 17, 18, ячейки
Керра 19, 20 и оптические линии задержки
10, 11 соответственно.
Полупроводниковое реле 16 и ячейки Керра
19, 20 связаны через блок управления 15 с шиной команд 27.
Выходы 28, 29 инверсной ячейки 23 являются выходами оптоэлектронного многофункционального элемента.
Оптоэлектронный многофункциональный элемент ра|ботает следующим образом.
Оптоэлектронный элемент может работать в качестве сумматора входных сигналов, При входных сигналах на входе 30 больше нуля, а на входе 31 меньше нуля, поступающих соответственно на резисторы 13, 12, а также входных оптических сигналах, соответствующих величинам положительной полярности, подводимых на фотоприемник 1, и сигналов, соответствующих величинам отрицательной полярности, подводимых на фотоприемник 2, благодаря отрицательной обратной связи через усилитель постоянного тока 9 и
его большого коэффициента усиления, напряжение узловой точки входа усилителя можно считать равным нулю по сравнению с его выходным напряжением и всеми входными сигналами.
Математически можно доказать, что на выходе усилителя постоянного тока 9 напряжение соответствует алгебраической сумме всех поступающих на его вход сигналов. Это свидетельствует оо операции алгебраического суммирования.
Многофункциональный элемент может осуществлять суммирование как оптических и электрических сигналов, так и либо только оптических, либо только электрических. Кроме того, выходной сигнал для разных комбинаций входных сигналов может быть и электрическим, и оптическим, Оптоэлектронный многофункциональный элемент может работать в качестве логического элемента от двух входных сигналов.
При этом режим работы должен быть ключевым, т. е. схема должна находиться в одном из двух вполне определенных состояний. Для этого к входу 32 резистора опорного напряжения 22 подводится сигнал U>«, отрицательной полярности и связанный определенным образом с уровнем входных сигналов на входах 30, 31 и оптических .входах фотоприемни5
4 ков 1 и 2. При этом все оптические сигналы подаются на фотоприемник 1. Они являются положительными. На резисторы 13 и 12 подаются также положительные сигналы, которые имеют определенный уровень напряжения U<, а световые сигналы — определенный уровень светового потока. Эти уровни находятся в определенной зависимости друг от друга таким образом, чтобы действие на схему одного из них было бы эквивалентно действию другого.
Для работы оптоэлектронного многофункционального элемента в режиме осуществления дискретной логической операции «И» на резистор опорного напряжения 22 подается постоянный сигнал Одоп.— — — 1,5 Uo. Тогда при отсутствии входных сигналов напряжение на выходе усилителя постоянного тока 9 положительно и при замыкании контакта 24 ключевого устройства 14 сигналы на электрических выходах 28 и 29 соответственно равны нулю и единице, а при замыкании контакта
26 ключевого устройства 14 сигналы на оптических выходах 33 и 34 соответственно равны нулю и единице.
Если сумма интенсивностей двух входных сигналов превысит интенсивность Ц,ч,— — 1,5 Uo, т, е, общий сигнал на входе усилителя постоянного тока 9 будет положительным, то на выходе — отрицательным. Тогда при замыкании контакта 24 ключевого устройства 14 сигналы на электрических выходах 28 и 29 будут соответственно равны единице и нулю, а при замыкании контакта 26 ключевого устройства 14 сигналы на оптических выходах 33 и 34 будут соответственно равны единице и нулю.
Таким образом, в описанном режиме на выходах 28 и 33 получается операция «И», а на выходах 29 и 34 — операция «НŠ— И» независимо от природы входных сигналов.
В режиме выполнения логической операции
«ИЛИ» на резистор опорного напряжения 22 подается сигнал U<>,—— — О,"5 Up. Тогда лишь при отсутствии всех входных сигналов напряжение на выходе положительно. При замыкании контакта 24 ключевого устройства 14 на выходах 28 и 29 соответственно нуль и единица, а при замыкании контакта 26 на выходах
33 и 34 нуль и единица соответственно. При всех остальных комбинациях входных сигналов сумма интенсивностей входных сигналов превысит интенсивность U«<.— — 0,5 Uo, т. е. общий сигнал на выходе усилителя постоянного тока 9 будет положительным и на его выходе напряжение будет отрицательно (меньше нуля) . Этому соответствует единица и нуль на выходах 28 и 29 при замкнутом контакте
24 и единица и нуль на выходах 33 и 34 при замкнутом контакте 26 ключевого устройства
14, т. е. в режиме выполнения описанной логической операции на выходах 28 и 33 получается операция «ИЛИ», а на выходах 29 и
34 — операция «НŠ— ИЛИ» независимо от природы входных сигналов, 534035 ю(I!
Составитель Ю. Еркин
Текред В. Рыбакова
Корректор Е. Хмелева
Редактор Е. Караулова
Заказ 2311/15 Изд. № 1713 Тираж 1029 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мшшстров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Аналогичным образом можно получить на выходах 28 и 33 логическую операцию «Запрет», а на выходах 29 и 34 — операцию «Отрицание запрета».
Формула изобретения
Оптоэлектронный многофункциональный элемент, содержащий фотоприемники, которые через ослабляющие светофильтры и светоделительные системы оптически связаны с источниками света, усилитель постоянного тока, вход которого подключен к фотоприемникам, оптические линии задержки, резисторы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены ключевое устройство, блок управления, полупроводниковое реле, две дополнительные светоделительные системы, две ячейки Керра, электрическая линия задержки, инверсная ячейка и резистор опорного напряжения, причем вход усилителя постоянного тока подключен к резистору опорного напряжения, а выход — к входу ключевого устройства, первый выход которого подключен к входу инверсной ячейки и через резистор обратной связи — к входу усилителя постоянного тока, при этом резистор обратной связи шунтирован последовательно соединенными полупроводниковым реле и электрической линией задержки, второй выход ключевого устройства соединен с входами источников света, которые
10 оптически связаны с соответствующими фотоприемниками через светоделительные системы, дополнительные светоделительные системы, ячейки Керра и оптические линии задержки, при этом полупроводниковое реле и ячей15 ки Керра связаны через блок управления с шиной команд, а выходы инверсной ячейки являются выходами оптоэлектронного многофункционального элемента.
Источники информации, принятые во вни20 мание при экспертизе:
1. Авт. св. СССР № 300867, кл. G 02F 3/00, 1969 (прототип).