Оптоэлектронный модуль

 

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ МОДУЛЬ, содержащий N разрядов, расположенных в строку, где N Г,2,...,М, и сое-.: тоящйх из первого светоизлучателя, первого фотоприемника, второго и третьего фотоприемников, которые включены последовательно и первые выводы которых подключены к базе транзистора , эмиттер которого подключен к общей шине во всех разрядах, к.роме первого и последнего, второй фотоприемник оптически связан с первым светоизлучателем предыдущего разряда , третий фотоприемник - с первым светоизлучателем последующего разряда , первый фотоприемник - с первым светоизлучателем своего разряда, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены переключатель , первый, второй, третий усилители, (Н- )N таких же разрядов, где М - число столбцов от 1 до М, и в каждый разряд - четыре дополнительных фотоприемника, первый и второй дополнительные светоизлучатели. при этом первый, второй, третий и четвертый дополнительные фотоприемники первыми выводами подключены к базе транзистора, а их вторые выводы подключены соответственно к первому замыкающему контакту переключателя, второму замыкающему контакту переключателя , к выходу второго усш:ителя и выходу третьего усилителя, вход второго усилителя подключен к прямомму выходу счетного триггера, инверсный выход которого подключен к входу первого усилителя-, вход третьего усилителя подключен к входу записи информации, второй дополнительный светоизлучатель подключен к первым выводам первого светоизлучасл теля и первого дополнительного свес тоизлучателя, вторые выводы которых подключены к выходам первого и второго усилителей соответственно, выход второго усилителя соединен с переключающим контактом переключателя, третий и четвертый замыкающие конО5 такты которого подключень к вторым 4 входам вторых и третьих фотоприемас ников соответственно, второй вывод OG первого фотоприемника подключен к выходу первого усилителя, первый и второй дополнительные фотоприемники оптически связаны с первыми светоизлучателями соседних нижнего н верхнего разрядов соответственно, третий дополнительный фотоприемник и первый фотоприемник оптически связаны с первым дополнительным светоизлучателем в каждой строке, вторые фотоприемники первых разрядов, третьи фотоприемники последних разрядов, первые дополнительные фотоприемники разрядов

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3709652/24-21 (22) 13.01.84 (46) 30.06.85. Бюл. М 24 (72) В.П.Кожемяко, Ю.Ф.Кутаев, Л.И.Тимченко, В.Г.Красиленко, С.Н.Белан и С.В.Ченорнюк (71) Винницкий политехнический институт (53) 621.374 (088. 8) (56) I. Авторское свидетельство СССР

Р 947973, кл. Н 03 К 23/12, 1982.

2, Авторскoe свидетельство СССР

11 978359, кл. Н 03 К 23/12, 1982. (54)(57) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ МОДУЛЬ, содержащий Я разрядов, расположенных в строку, где К = 1,2,...,й, и сос-.: тоящих иэ первого светоизлучателя, первого фотоприемника, второго и третьего фотоприемников, которые включены последовательно и первые выводы которых подключены к базе транзистора, змиттер которого подключен к общей шине во всех разрядах, кроме первого и последнего, второй фотоприемник оптически связан с первым светоиэлучателем предыдущего разряда, третий фотоприемник — с первым светоизлучателем последующего разряда, первый фотоприемник — с первым светоиэлучателем своего разряда, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены переключатель, первый, второй, третий усилители, (М-1 )М таких же разрядов, где М вЂ” число столбцов от 1 до М, и в каждый разряд — четыре дополнительных фотоприемника, первый и второй дополнительные светоизлучатели, „„su„„> >64s при этом первый, второй, третии и четвертый дополнительные фотоприемники lIepBf,lMH выводами подключены к базе транзистора, а их вторые выводы подключены соответственно к первому замыкающему контакту переключателя, второму замыкающему контакту переключателя, к выходу второго усы-.ителя и выходу третьего усилителя, вход второго усилителя подключен к прямомму выходу счетного триггера, инверсный выход которого подключен к входу первого усилителя, вход третьего усилителя подключен к входу записи информации, второй дополнительный светоиэлучатель подключен к первым выводам первого светоиэлучателя и первого дополнительного светоизлучателя, вторые выводы которых подключены к выходам первого и второго усилителей соответственно, выход второго усилителя соединен с переключающим контактом переключателя, третий и четвертый замыкающие контакты которого подключены к вторым входам вторых и третьих фотоприемников соответственно, второй вывод первого фотоприемника подключен к выходу первого усилителя, первый и второй дополнительные фотоприемники оптически связаны с первыми светоиэлучателйми соседних нижнего и верхнего разрядов соответственно, третий дополнительный фотоприемник и первый фотоприемник оптически связаны с пер вым дополнительным светоизлучателем в каждой стррке, вторые фотоприемники первых разрядов, третьи фотоприем ники последних разрядов, первые дополнительные фотоприемники разрядов

l I 6488 l

М-й строки, вторые дополнительные фо- первыми светоиэлучателями последних топриемники разрядов первой строки разрядов, первых разрядов, разрядов иероптически связаны соответственно с вой строки и разрядов М-й строки.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности отображения многомерной информации.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова-, но в различных устройствах дискретной автоматики, в том числе в цифровых вычислительных машинах.

Известен оптоэлектронный модуль, содержащий в каждом разряде регеиеративный оптрон, который подключен к первой шине питания, и состоящий из источника света, усилителя первого, lp второго и третьего фотоприемников (l ).

Недостатком данного модуля является невысокая надежность из-за разброса времени переключения и в связи с этим трудности выбора длительности тактирующих, импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является оптоэлектронный модуль, содержащий

М разрядов (где N = 1,2,..., 11, )расположенных в строку, которые состоят из первого светоизлучателя, первого фотоприемника, второго и третьего фотоприемников, которые включены последовательно и первые выводы которых подключены к базе транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине во всех раэря— дах, кроме первого и последнего, второй фотоприемник оптически связан с первым светоизлучателем предыдущего разряда, третий фотоприемник — с первым светоиэлучателем последующего разряда, первый фотоприемник — с первым светоиэлучателем своего разряда $2).

Недостатком известного устройства являются узкие функциональные возможности ввиду того, что оно не может отображать информацию,в дву мерной системе координат.

Поставленная цель достигается тем, что в оптоэлектронныи .модуль, содержащий М разрядов, расположенных в строку, где (Ч = 1,2,..., N, и состоящих из первого светоиэлучателя, первого фотоприемника, второго и третьего фотоприемников, которые включены последовательно и первые выводы которых подключены к базе транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине во всех разрядах, кроме первого и последнего, вто. рой фотоприемчик оптически связан с первым светоизлучателем предыдущего разряда, третий фотоприемник — с первым светоизлучателем последующего разряда, первый фотоприемник — с первым светоизлучателем своего разряда, введены переключатель,,первый, второй, третий усилители, М-lJм таких же разрядов, где M — число столбцов от l до М, и в каждый ра.зряд — четыре дополнительных фотоприемника, первый и второй дополнительные светоизлучатели, при этом первый, второй, третий и четвертый дополнительные фотоприемники первыми выводами подключены к базе транзистора, а их вторые выводы подключены соответственно к первому замыкающему контакту переключателя, второму замыкающему контакту переключателя, к выходу второго усилителя и выходу третьего усилителя, вход второго усилителя подключен к прямому выходу счетного триггера., инверсный выход которого подключен к входу первого усилителя, вход третьего усилителя подключен к входу записи информации, второй дополнительный светоизлучатель подключен к первым выводам первого светоизлучателя и первого дополнительного светоизлучателя, вторые выводы которых подключены к выходам первого и второго усилителей соответственно, выход второго усилителя соединен с переключающим контактом

l 164881 4

4S

50 переключателя, третий и четвертый замыкающие контакты которого подключены к вторым входам вторых и третьих фотоприемников соответственно, второй вывод первого фотоприемника подключен к выходу первого усилителя, первый и второй дополнительные фотоприемники оптически связаны с первыми светоизлучателями соседних нижнего и верхнего разрядов соответственно, третий дополнительный фотоприемник и первый фотоприемник оптически связаны с первым дополнительным светоиэлучателем .в каждой строке, вторые фотоприемники первых разрядов, третьи фотоприемники последних разрядов, первые дополнительные фотоприемники разрядов М-й строки, вторые дополнительные фотоприемники разрядов первой строки оптически связаны соответственно с первыми светоизлучателями последних разрядов, первых разрядов, разрядов первой строки и разрядов И-й строки.

На чертеже представлена принципиальная схема оптоэлектронного модуля.

Опроэлектронный модуль содержит

Разряды 1 1 lg,z ° ° ° y 11 1

1 ° ° ° 1J 1 1+z ° ° ИМ

1 1 1 каждый из которых содержит первый светоизлучатель 2, первый фотоприемник 3, второй фотоприемник 4, третий фотоприемник 5, транзистор 6, первый дополнительный фотоприемник 7, второй дополнительный фотоприемник 8, третий дополнительный фотоприемник 9, четвертый дополнительный фотоприемник 10, первый и второй замыкающие контакты 11 и 12 переключателя 13, первый усили-, тель 14, триггер 15 с прямыми выходом 16 и инверсным выходом 17, счетHbIM входом !8, входом 19 сброса, второй усилитель 20, третий усилитель 21, вход 22 записи информации, первый дополнительный светоиэлучатель 23, второй дополнительный светоизлучатель 24, переключающий.кон-. такт 25, третий замыкающий контакт 26 и четвертый замыкающий контакт 27 переключателя 13, общую шинуе

В оптоэлектронный модуль (см. чертеж ), содержащий Й разрядов 1 1, 1,...., 11,„, расположенных в строI I ку и состоящих иэ первого светоизлучателя 2, первого фотоприемника 3 второго и третьего фотоприемников 4

10 !

30 и 5, которые включены последовательно и первые выводы которых подключе-. ны к базе транзистора 6, эмиттер которого подключен к общей шине во всех разрядах, кроме первого и последнего, второй фотоприемник 4 оптически связан с первым светоизлучателем 2 предыдущего разряда, третий фотоприемник 5 — с первым светоизлучателем 2 последующего разряда, первый фотоприемник 3 - с первым светоизлучателем 2 своего разря.да, введены переключатель 13, первый, второй и третий усилители 14, 20 и 21, (М-lf М таких же раврядов, где М вЂ” число столбцов от 1 до М, и в каждый разряд — четыре дополнительных фотоприемника 7, 8, 9 и 10, первый и второй дополнительные светонзлучатели 23 и 24, нри этом пеовый, второй, третий и четвертый дополнительные фотоприемники 7, 8, 9 и 10 первыми выводами подключены к базе транзистора 6, а их вторые выводы подключены соответственно . к первому замыкающему контакту 11 переключателя 13, второму замыкающему контакту 12 переключателя 13, к выходу второго усилителя 20 и выходу третьего усилителя 21 вход второго усилителя 20 подключен к прямому выходу счетного триггера 15, инверсный выход которого подключен к входу первого усилителя 14 вход третьего усилителя 21 подключен к входу 22 записи информации, второй дополнительный светоизлучатель 24 подключен к первым выводам первого светоиэлучателя 2 и первого дополнительного светоизлучателя 23, вторые выводы которых подключены к выходам первого и второго усилителей 14 и 20 соответственно, выход второго усилителя,20 соединен с переключающим контактом 25 переключателя 13, .третий и четвертый замыкаюп1ие контакты 26 и 27 которого подключены к вторым входам вторых и третьих фотоприемников 4 и 5 соответственно, второй вывод первого фотоприемника подключен к выходу первого усилителя 44, первый и второй дополнительные фотоприемники 7.и 8 оптичес" ки связаны с первыми светоиэлучателями 2 соседних нижнего и верхнего разрядов 1м q, 1м 2 !м „и 11 соответственно, третйй дополнительный фотоприемник 9 и первый .фотоприемник 3 оптически!

16488! с

5 в т с в! о связаны с первым дополнительным светоизлучателем 23 в каждой строке, вторые фотоприемники 4 первых разрядов 1«„„12 „,..., 1,, третьи фото

I приемники 5 последних разрядов 1

11МЭ

1 <,..., 1 „, первые дополнительные фотоприемники 7 разрядов 1 1

М,1 М,г

1, N, М-й строки и вторые допол1 нительные фотоприемники 8 разрядов первой строки оптически связаны соответственно с первыми светоизлучателями 2 последних разрядo 11 м 12 и 1Ф й, первых

1 разрядов 1 „, 1 „,..., Iм „, разрядов

1„„, I q g 11 „ первой строки и 5 разрядов 1, ... К вЂ” и стРоки.

М,1 М. 2 М t4

Вторые дополнительные светоизлу чатели 24 всех разрядов 11. 1

1,t> 1Ж» >

1щ,..., 1М используются в роли. индикационных. 20

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент.все разряды

М Н B модуле находяTcH B обнуленном состоянии, т.е. индикационные светоизлучатели 24 не излучают, свет, а счетный триггер 15 находится в нулевом состоянии за счет пода-„ чи положительного импульса на его вход !9 Сброса.

Данный модуль может работать в двух режимах: режим записи любой информации в модуль, режимпереноса информациив модуль.

Рассмотрим режим записи любой информации в модуль. Для этого счетный триггер 15 устанавливается в единичное состояние путем подачи на его счетный вход 18 одного импульса и с его прямого выхода 16 снимается высокий положительный потенциал, который подается на вход второго усилителя 20, усиливающий данный сигнал и подающий его на светоизлучатели «24, т.е. все индикационные разряды 1! „ подготавливаются к за45 писи информации. Пусть необходимо записать информацию в разряды 112, Г

12,2 > 19,2 > f,2ç 15>2 Для ЭТОГО на четвертые дополнительные фотоприемники 0 данных разрядов подается 50 оптический сигнал, который подготавливает эти фотоприемники 10 к записи информации, т.е. сопротивление четвертых дополнительных фотоприемников 10 становится малым. Затеи на вход 22 записи информации подается короткий импульс ° Усилитель ?l его усиливается, и с выхода усилителя 21 игнал подается на четвертые дополительные фотоприемники 10, в реультате чего данные разряды

1,2

2,1 г,г, 32, 1, 2, 15 2 п реходя возбужденное состояние, так как ранзистор 6 переходит в режим наыщения за счет присутствия на его базе

ысокого положительногопотенциала.

Положительная обратная связь, реализованная на втором дополнительном фотоприемнике 8, поддерживает транзистор 6 в режиме насыщения. Индикационный светоизлччатель 23 будет постоянно излучать свет.

Таким образом, информация будет представлена в следующем виде (возбужденные разряды указаны пересечением двух отрезков внутри квадрата ): режим переноса записаиной информации подразделяется начетыре подрежима: перенос информации вправо, перенос информации влево, перенос информации вверх, перенос информации вниз.

Для переноса информации вправо необходимо, чтобы переключающий контакт 25 переключателя !3 был соединен с третьим замыкающим контактом 26. Счетный триггер !5 находится в единичном состоянии.

Пусть необходимо сместить информацию, записанную в режиме записи, вправо на два индикационных разряда.

Для этого подается четыре импульса на счетный вход 18 триггера 15.

С приходом первого импульса триггер 15 переходит в нулевое состояние, т.е ° "высокий" положительный потенциал с инверсного выхода 17 подается на вход первого усилителя 14,который усиливает данный сигнал.

За счет того, что на первом фотоприемнике 3 возбужденного разряда

11 !! где 1 = 1,И, 1 = 1, ht заранее присутствовал свет от первого дополнительного светоизлучателя 23, сопротивление первого фотоприемника 3 становится маленьким,а соответственно,с приходом первого импульса "высоtl кии положительный потенциал через фотоприемник 3 подается на базу транзис1тора 6 и этот разряд остается в возбуж7

1164 денном состоянии, т. е. элементами поддержания транзистора 6 в режиме насыщения уже становится первый фотоприемник 3 и светоиэлучатель 2, т.е. в каждом возбужденном разряде производится подготовка к смещению информации. При рассмотрении принципа работы схемы принимаем, что в возбужденном состоянии находится лишь

Разряды с индексами 1! 1, 12, 12 !О

19 <, 14 <, 1, где показан ввод информации, ".å..i и принимают зна" чения 1,2, 2,1, 2,2, 3,2, 4,2, 5,2.

С приходом второго импульса счетный триггер,15 переходит в единичное !$ состояние, а "высокий" положительный. потенциал, снимаемый с прямого выхода 16, усиливается вторым усилителем 20 и подается на третий замыкающий контакт 26, а за счет присут- уО ствия оптического сигнала на втором фотоприемнике 4 последующего разряда l 4„îò светоизлучателя 2 преды1Я дущего разряда 1„, разряд 1; + переходит в возбужденное состоянйе, так как на втором фотоприемнике 4 разряда 1; + сопротивление становится ниэ1 ким, а также на его электрический вывод подается "высокий" уровень положительного потенциала, который фак30 тически будет присутствовать на базе транзистора 6. Если же этот разряд до того находился в возбужденном состоянии,, то он так в нем и останется. Разряд 1; обнуляется, если пре7,1 дыдущий разряд не излучал свет,. и остается в том же состоянии, если наоборот с приходом третьего импульса идет подготовка для смещения информации, а с приходом четвертого импульса производится смещение Еще 40 на один разряд. Таким образом, каждый последующий разряд в процессе смещения несет информацию своего предыдущего разряда, а следовательно, информация, записанная в режиме записи информации сместится на два разряда вправо и возбужденными становятся Разряды 1! 4, 12 9, 12,4. 194, 4,М < 4

$О

S5

Для переноса информации влево пе реключающий контакт 25 переключате881 8 ля 13 соединяется с четв ртым замыкающим контактом ? 7. Пусть необходимо сместить записанную информацию влево на два индикационных разряда.

Для этого на счетный вход 8 счетного триггера 15 подается четыре импульса. Данный режим отличается от режима смещения вправо, описан" нога ранее, только тем, что смещение осуществляется не по второму фотоприемнику 4, а по третьему фотоприемнику 5 разряда 1;, оптически свя1,) занного со светоизлучателем 2 разряда 1; !+ В результате смещения информации на два разряда влево, записанной в режиме записи, в возбужденном состоянии будут находиться

4,10 2 9 2,N 9,ю 4(10 9

Получаем картину, представленную в следующем виде:

Данная картина также получается эа счет оптических связей светоизлучателей 2 разрядов первого столбца с третьими фотоприемниками 5 разряда последнего столбца, Для переноса информации вверх переключающий контакт 25 переключателя 13 соединяется с первым замыкающим контактом 11, а смещение осуществляется по первому дополнительному фотоприемнику 7 РазРяда l 1, оптически связанного со светоизлучателем 2 разряда 1;+„ . В результате

11 смещения в возбужденном состоянии будут находитьca paapRpbr::1 „, 12 2, f

1 2, 1, l . „, 1„.. Получим следуюI 1 У . Г щую картину:

В режиме переноса информации вниз переключающий контакт 25 переключа, теля 13 замыкается с вторым замыкающим контактом 12, а смещение осуществляется по второму дополнитель" ному фотоприемнику 8 разряда 1 .

ij оптически связанного со светоизлу:чателем 2 разряда 11,„. Излучать свет будут разряды 11., 1, lэ

116

1 >, 1< 2, Это выглидит следующим. образом: Все оптические связи между Разря" дами крайних столбцов и крайних строк предназначены для того, чтобы информация, записанная в модуле, при смещении не терялась. Допустим, в возбужденном состоянии был разряд по-.

15 следнего столбца, тогда при смещении вправо на один разряд возбужденным разрядом становится тот, который является первым в той же строке.

Предлагаемый модуль обладает преи20 муществом по сравнению с прототипом, заключающимся в расширении его функ--. циональных возможностей за счет возможности отображать любую информацию в двумерной системе координат, 25 а также перемещать ее в четыре стороны (вправо, влево, вверх, вниз ) без потерь. Это достигается тем, что в модуль введены один переключатель, три усилителя, четыре дополнительных фотоприемника, дополнительный и индикационный светоизлучатели в каждый разряд. Переключатель и фотоприемники позволяют смещать записанную формацию в любую из четырех сторон. Усилители введены для того, 35 чтобы обеспечивать питанием любое количество разрядов, так как выходы счетного триггера имеют ограниченный ток, который достаточен только для

4881 1О

Ф обеспечения ограниченного числа разрядов, а усилитель позволяет обеспечить все разряды, входящие в модуль

Первые дополнительные светои элучатели позволяют сдвигать любую информацию, а вторые дополнительные светоизлучатели — индикационные — позволяют отображать ее.

Кроме того, устройство обладает преимуществом, заключающимся в повышении его надежности функционирования, связанное с тем, что переключение каждого последующего регенеративного оптрона не зависит от длительности самих импульсов, а следовательно, исчезают трудности предварительно индивидуального выбора и подбора длительности импульсов. Таким образом, в процессе функционирования данного устройства исключается возможность ложного срабатывания регенеративных оптронов из-эа того, что " > i где с и ср.р.о ор.р. о время срабатывания регенеративных оптронов (время срабатывания регенеративных оптронов может колебаться 1

У так как процессом переключения оптро1 нов управляет счетный триггер.

Предлагаемый многомерный модуль для отображения информации может применяться в импульсной измерительной и информационной технике, в различных устройствах .автоматики, а если

М = 1, то в качества последовательных сумматоров, реверсивных счетчиков, сдвиговых регистров, преобра-зователей временного интервала в код, кроме того, в качестве цифрового табло или экрана.

1164881

Составитель Г,Пешков

Техред С.йовжий

Корректор А Тяско

Редактор М.Петрова

Заказ 4198/54

Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4