Оптоэлектронный аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для функциональ ного преобразования величины интенсивности оптических сигналов в цифровой код в устройствах обработки информации систем автоматического и автоматизированного управления. Устройство позволяет расширить функциональные возможности. Это достигается тем, что в устройство,содержащее функциональный генератор оптических сигналов, п фотодиодов, где ±1, где m - число разрядов, первый дифференцирующий элемент, счетчик импульсов , источник напряжения, введены резистор, фотоприемник, второй дифференциальный элемент, п фотодиодов соединены последовательно с резистором , что позволяет минимизировать протекающий через резистор ток. Процесс формирования и счета импульсов осуществляется до момента, когда.интенсивность на первом выходе функционального генератора станет равной минимальной интенсивности одного из входных сигналов. 2 нл. с S сл 1C 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (дН 4 Н 03 М 1/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHÎMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ройство позволяет расширить функциональные возможности. Это достигается тем, что в устройство, содержащее функциональный генератор оптических

1ъ сигналов, и фотодиодов, где n=2 +1, где m — - число разрядов, первый дифференцирующий элемент, счетчик импульсов, источник напряжения, введены резистор, фотоприемник, второй дифференциальный элемент, и фотодиодов соединены последовательно с резистором, что позволяет минимизировать протекающий через резистор ток.

Процесс формирования и счета импульсов осуществляется до момента когf да.интенсивность на первом выходе Ж функционального генератора станет равной минимальной интенсивности одного из входных сигналов. 2 ил. С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3808866/24-24 (22) 29.10.84 (46) 30.07.86. Бюл. В 28 (72) Ю.Я.Никулин и С,М.Огреб (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1014141, кл. Н 03 К 13/20, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1073887, кл. Н 03 К 13/20, 1982. .(54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для функционального преобразования величины интенсивности оптических сигналов в цифровой код в устройствах обработки информации систем автоматического и автоматизированного управления. УстЬ

„„SU„„1248070 А 1

1248070

Изобретение относится к автомати- ке и вычислительной технике и предназначено для функционального преобразования величины интенсивности оптических сигналов в цифровой код и может быть использовано в различных устройствах обработки информа— ции систем автоматического и автоматизированного уг1равления, в вычислительных системах и системах связи.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения дополнительной функции нелинейного преобразования.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства, на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит функциональный генератор 1 оптических сигналов, Ьъ и фотодиодов 2, где п=2 -1, где ш— число разрядов, источник 3 напряжения, резистор 4, первый дифференцирующий элемент 5, фотоприемник 6, второй дифференцирующий элемент ? и счетчик 8 импульсов.

На фиг,1 и 2 обозначено: I, -Т интенсивности входных оптических сигналОВ I, I — интенсивнОсти выходных оптических сигналов функционального генератора 1; U — напряжение на выходе источника 3; U„ напряжение на резисторе 4, U U2 выходные сигналы дифференцирующих элементов 5 и 7. функциональный генератор.1 предназначен для формирования эталонных оптических сигналов I и сигналов

"1

Т„управления работой счетчика 8.

С первого выхода генератора 1 снимаются оптические импульсы I с перио"1 дом следования Т и длительностью передние и задние фронты которых представляют собой соответственно ступенчато нарастающую и ступенчато убывающую временные функции с постоянным шагом квантования по времени л1 . Величина шага квантования по уровню д? выбирается из условия обеспечения требуемой точности аналого-цифрового преобразования, а максимальное значение интенсивности

I оптических импульсов — в соот Макс ветствии с величиной и диапазоном изменения входных сигналов I, -I„,.

Требуемый вид функционального преобразования входных сигналов достигается соответствующим выбором закона изменения величины шага квантования

10

50 по уровню dT в пределах одного импульса, и в частном случае, функции изменения фронтов импульсов может быть линейной, как показано на фиг.2а, Со второго выхода генератора 1 снимаются оптические импульсы прямоугольной фОрмы длительнОстью (i + dT )р период следования которых равен Т, сдвинутые по времени на величину д относительно импульсов Х„, как показано на фиг. 2б, Первый дифференцирующий элемент 5 предназначен для преобразования ступенчато изменяющихся сигналов U в последовательность импульсов на первом входе счетчика 8. фотоприемник 6 и второй дифференцирующий элемент 7 предназначены для преобразования оптических импульсов I, снимаемых с второго выхода

2 генератора 1 в импульсы управления работой счетчика 8.

Счетчик 8 предназначен для подсчета числа импульсов, поступающих на его счетный вход и преобразования этой величины в код. На вход сброса счетчика 8 подаются сигналы установки счетчика в нулевое Состояние.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии оптических сигналов на каком-либо из оптических входов и фотодиодов 2 на выходе устройства сигналы также будут отсутствовать. При поступлении на входы п-1— фотодиодов 2 входных оптических сигналов I„-I и подаче на вход п-го.. фотодиода оптического сигнала I

1 с первого выхода функционального генератора 1 в силу свойств цепи фотодиодов 2, которые соединены последовательно и согласно и на которые подано обратное напряжение U, с выхода источника 3, через резистор 4 будет протекать ток, а следовательно, на входе первого дифференцирующего элемента 5 будет формироваться напряжение U„, величина которого пропорциональна минимальному значению интенсивности оптических сигналов I,-I„, и 1„, воздействующих íà и фотодиодов 2. Первый дифференцирующий элемент 5 преобразует ступенчато изменяющиеся сигналы U,„ в последователь55 ность положительных (для переднего фронта I„ ) и отрицательных (для

2 заднего. фронта I ) импульсов по"г

Э ступающих на счетный вход счетчика 8.

1248070

В зависимости от конкретной схемы счетчика 8 возможны режимы работы устройства, в которых счетчик 8 выполняет подсчет импульсов, либо независимо от их полярности, либо подсчитывает только положительные или только отрицательные импульсы. Подсчет всех импульсов, независимо от их полярности, целесообразно выполнить при условии идентичности функций изменения переднего и заднего фронтов импульсов I„ что обеспечит

1 повьппение точности преобразования.

Если функции изменения фронтов различны, необходимо выполнять подсчет только положительных или отрицательных импульсов в зависимости от требуемого закона функционального преобразования. Счетчик 8 преобразует последовательность импульсов, поступающих на его счетный вход, в определенные комбинации сигналов на выходе устройства. Оптические сигналы

l, снимаемые со второго выхода гейератора 1, преобразуются фотоприемником 6 и вторым дифференцирующим элементом 7 в последовательность разнополярных импульсов U поступающих на вход сброса счетчика 8. Под действием положительных импульсов счетчик 8 устанавливается в нулевое состояние.

Таким образом, устройство обеспечивает выделение из совокупности оптических сигналов сигнала с минимальной интенсивностью и преобразование его в цифровую форму по требуемому закону.

Формула из обретения

Оптоэлектронный аналого-цифровой преобразователь, содержащий счетчик импульсов, выходы которого являются выходными шинами, первый дифференцирующий элемент, генератор импулье

Ьъ сов, и фотодиодов, где и--2 -1, m— число разрядов преобразования, о тл и ч а ю шийся тем, что, с

10 целью расширения функциональных воэможностей за счет обеспечения дополнительной функции нелинейного преобразования, в него введены ре„зистор, источник напряжения, фото приемник, второй дифференцирующий .элемент, а генератор импульсов выполнен в виде функционального генератора оптических сигналов, причем катод каждого i-го фотодиода соединен с анодом i-1-ro фотодиода, катод первого фотодиода соединен с шиной положительного пстенциала источника напряжения, анод и-го фото-, диода соединен с входом первого дифд5 ференцирующего элемента и первым выводом резистора, второй вывод которого является общей шиной, оптические входы и- 1-фотодиодов являются оптическими шинами, оптический вход и-го фотодиода соединен с первым оптическим выходом функционального генератора оптических сигналов, второй оптический выход которого че-, рез последовательно соединенные фотоприемник, второй дифференцирующий элемент соединен с входом сброса счетчика импульсов, счетный вход ко- торого соединен с выходом первого дифференцирующего элемента. ь ь

1 248070

Цн

Составитель А,Титов

Теехред И. Гайдош Корректор М.Самборская

Редактор М.Бандура

Заказ 4142/59 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий i13035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4