Оптоэлектронное вычислительное устройство

Оптоэлектронное вычислительное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

САН Е

ОП И

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11698О16

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22} 3аявлено 051077 (21} 2534337/18-24

С ПРИСОЕДИНЕНИЕМ ЗаЯВКИ )1о (23} Приоритет (51)М. Кл.

A 06 G 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681 ° 335 (088.8) Опубликовано . 15.1179. Бюллетень Но 42

Дата опубликования описания 20.1179 (72) АВтОрЫ Z В. Чхеидзе, М, A. Мкртычян, К. В. Вериашвили, ИЗОТ)3ЕтЕммя Н. A. Ломинадзе, I . Д. E"àêителашвили и И. И. Тугуши

Тбилисский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии имени Д.И. Менделеева 71) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО.

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной и информационно-измерительной техники и может найти широкое применение в качестве многооперационного множительно-делительного устройства в системах обработки информации в реальном масштабе времени, в частности, в системах статистического анализа процессов многомерных картинах законов распределения и др.

Известны электронные и оптоэлектронные функциональные вычислительные устройства, использующиеся для обработки информации и выполняющие мно- )5 жительно-делительные операции.

Одно из известных устройств содержит оптоэлектронные ячейки. Оптический вход каждой последующей ячейки связан с оптическим выходом пре- 20 дыдущей ячейки, а электрические входы ячеек соединены с выходами соответствующих источников входных сигналов, причем каждая оптоэлектрическая ячейка содержит фоторезисторы, дифференциальный усилитель и источник света (1).

Другое известное функциональное устройство содержит оптроны, соединенны в сетку, причем каждый оптрон содержит усилители, выполненные в виде эмиттерных повторителей, один из которых связан с источником света, а другой включен последовательно с регулируемым резистором (2) °

Наиболее близким по технической сущности.к предложенному является оптоэлектронное вычислительное устройство, содержащее суммирующий операционный усилитель, во входной цепи и в цепи обратной связи которого включены фоторез,*асторы, причем выход суммирующего операционного усилителя ,является выходом устройства (3).

Однако с помощью этого устройства возможно воспроизведение функций лишь определенного класса, относящихся к мемристивным системам, а именно двойных гистерезисных петель и их...модификаций, причем это устройство, используя естественную гистерезисную вольтамперную характеристику..поликристаллического фоторезистора, обладает ограниченной точностью и стабильностью.

Цель,предложения — расширение класса решаемых задач, повышение точности и стабильности работы устройств.а.

698016

Это достигается тем, что оптоэлектронное вычислительное устройство дополнительно содержит две задающие оптоэлектронные матрицы, первая порядка тХ, а вторая порядка Sp.

Электрические входы каждой задающей оптоэлектронной матрицы связаны с соответствующими группами дополнитель(,ных входов устройства. Каждый оптический выход Е„ первой задающей опроэлектронной матрицы связан с фоторезисторами соответствующего столбца входной цепи, выполненной в виде п параллельно включенных однострочных фотореэисторных матриц порядка Е,, а оптические выходы Р второй задающей оптоэлектронной матрицы связаны с

15 соответствующими фоторезисторами цепи обратной связи, выполненной в виде однострочной фоторезисторной матрицы порядка P. Это достигается таку же тем, что в устройстве каждая задающая оптоэлектронная матрица, вы" полнена в виде оптически связанных в столбцы оптоэлектронных ячеек, электрические входы которых соединены с соответствующими входами за- 25 дающей оптоэлектронной матрицы, причем оптический вход каждой последующей оптоэлектронной ячейки столбца связан с оптическим выходом предыдущей оптоэлектронной ячейки столбца, 3Q а оптические выходы последних оптоэлектронных ячеек каждого столбца являются оптическими выходами задающей оптоэлектронной матрицы, Каждая оптоэлектронная ячейка устройства 35 выполнена в виде источника света, включенного на выход дифференциального усилителя рассогласования и оптически связанного с соответствующим выходом ячейки и первым фото- 4() резистором, включенным между электрическим входом ячейки и первым входом дифференциального усилителя рассогласования, второй вход которого в каждой оптоэлектронной ячейке, кроме первых ячеек в столбцах задаю- 45 щих оптоэлектронных матриц, соединен с шиной нулевого потенциала через второй фоторезистор, связанный с оптическим входом оптоэлектронной ячейки,,причем в первых оптоэлектронных ячейках столбцов задающих оптоэлектронных матриц второй вход дифференциального усилителя рассогла сования соединен с шиной нулевого потенциала через ограничительный 5S резистор.

Принципиальная схема оптоэлектронного вычислительного устройства приведена на чертеже. В схему входят суммирующий операционный усилитель 1, во входной цепи и в цепи обратной связи которого включены соответственно фоторезисторы 2 и 3, входы устройства 4, выход устройства 5, первая задающая оптоэлектронная матрица б порядка mE> вторая задающая оптоэлектронная матрица порядка Sp, одна группа дополнительных входов устройства 8, являющаяся электрическими входами первой задающей электронной матрицы 6, другая группа дополнительных входов устройства 9, являющаяся электрическими входами второй задающей оптоэлектронной матрицы 7, оптические выходы Е„- 10 первой задающей оптоэлектронной матрицы б, оптические выходы o> 11 второй задающей оптоэлектронной матрицы 7, оптоэлектронные ячейки 1? соответствующих задающих первой б и второй 7 оптоэлектронных матриц.

Оптоэлектронная ячейка 12 содержит источник света 13, дифференциальный усилитель рассогласования 14, первый фоторезистор 15, ограничительный резистор 16 (только первых оптоэлектронных ячеек 12 столбцов задающих матриц б и 7), второй фоторезистор

17 (для всех других оптоэлектронных ячеек 12) и оптические выходы 18 оптоэлектронных ячеек 12.

Устройство работает следующим образом.

В каждой оптоэлектронной ячейке

12 при подведении входного сигнала

UXè U включается обратная связь; состоящая из усилителя рассогласования 14, источника света 13 и фоторезистора 15, которая работает до тех пор пока напряжение на входе усилителя 14 не станет равным нулю.

Из условия UXOR Ro) — Upgj R<$ = 0 определяется сопротивление первого фоторезистора 15

Uxor

В41 и е. Вoj где R . — сопротивление ограничительО1 ного резистора 16.

Так как вторые фоторезисторы 17

R j каждой ячейки, кроме первых в . столбцах и R -15 предыдущей ячейки идентичны, то

R = — - Roj

24 Боева

Учитывая, что каждый фоторезистор 2 входной цепи усилителя 1 управляет-. ся m — - оптоэлектронными ячейками 12, R. .=R.R..U«, "1 Э и общее сопротивление i-ой входной ветви усилителя 1 будет равно е М

1) е где Ro> сопротивление ограничительного резистора 16 первой оптоэлектронной ячейки 12, Сопротивления цепи обратной связи усилителя 1, P S

R = HR П вЂ” У-Ык к=< 1 к= )-) ярк

При подведении входных сигналов

Uz, к входам 4 напряжение на выходе

698016

/35 ое т

I оектная, 4

5 усилителя 1 будет моделировать относительно входных сигналов функцию вида

1- кк

О <.

Ro ="

Вых . л е м Ц„,„

1=Л

Ул л531 ос

Технико- экономический эффект данного оптоэлектронного вычислительного устройства по сравнению с известными устройствами заключается в том, что устройство позволяет осуществить умножение и деление в реальном масштабе времени, что расширяет класс решаемых задач.

Формула изобретения

1, Оптоэлектронное вычислительное устройство, содержащее. суммирующий операционный усилитель, во входной цепи и в цепи обратной связи которо- 20 го включены фоторезисторы, причем выход суммирующего операционного усилителя является выходом устройства,.отличающееся тем, что, с целью расширения класса ре- 2S шаемых задач, повышения точности и стабильности работы устройства, оно дополнительно содержит две задающие оптоэлектронные матрицы, первая порядка т2,а вторая порядка Sp элект-gO рические входы каждой задающей оптоэлектронной матрицы связаны с соответствующими группами дополнительных входов устройства, причем каждый оптический выход 6 первой задаю1 щей оптоэлектронной матрицы связан с фоторезисторами соответствующего столбца входной цепи, выполненой в виде и параллельно включенных однострочных.фоторезисторных матриц порядка Г, а оптические выходы Р второй задающей оптоэлектронной матрицы связаны с соответствующими фоторезисторами цепи обратной связи, выполненной в виде однострочной фоторезисторной матрицы порядка Р.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что в нем каждая задающая оптоэлектронная матрица выполнена в виде оптически связанных в столбцы оптоэлектронных ячеек, электрические входы которых соединены с соответствующими входами задающей оптоэлектронной матрицы, причем оптический вход каждой последующей оптоэлектронной ячейки столбца связан с оптическим выходом предыдущей оптоэлектронной ячейки столбца, à oIIтические выходы последних оптоэлектронных ячеек каждого столбца являются оптическими выходами задающей оптоэлектронной матрицы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Р 440675, кл. G 06 G 9/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 323785, кл. G 06 G 7/48, 1970.

3, Козлов Ю.A. Гистерезис электрических характеристик фоторезисторов. Сб. статей Оптическая и электрооптическая обработка. информации, под ред. Сотскова Б.С., с. 179, рис. 4; изд. AH СССР и ИПУ, l1., 1972.