Пьезоэлектронный переключатель оптических каналов

 

Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к волоконно-оптическим переключателям, и может быть использовано для коммутации оптических каналов в многоканальных линиях оптической связи. Цель изобреуения - повышение точности переключения оптических каналов. Цель достигается тем, что в устройство введены формирователи 9 импульсов, элемент ИЛИ 10, задатчик 13 каналов, два компаратора 11 и 12, два элемента И 14 и 15 и реверсивный счетчик 16, которые вырабатывают сигналы управления блоком 17 управляющего напряжения , в который введены генера- : тор 18 импульсов, два элемента И 19 и 20, реверсивный счетчик 21, цифроаналоговый преобразователь 22 и усилитель 23. Переключение оптических каналов, происходящее благодаря изгибу бнморфного пьезоэлемента под действием управляющего напряжения, не зависит от гистерезиса пьезоэлемента , так как изменение управляющего напряжения прекращается сразу по достижении миксимума сигнала на выходе световодного ответвнтеля выбранного канала, t з.п. ф-лы, 1 ил. (Я с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ae>

А1 (51)5 Н 03 К 17/78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 07НРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4431384/21 (22) 30.05.88 (46) 07.01.91. Бюл. Р 1 (71) Одесский политехнический институт (72) P.Ã.Äæàãóïoâ, (SU) ° - Джамаль

Рисан Ахмед (Щ) и Д.П.Яковлев (SU) (ГЗ) 621.382(088;8) (56) Патент США ь 4378144, кл, С 02 В 5/00 1984.

Патент Японии У 56-36402, кл, 0 02.В 5/15, 1978. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ

ОПТИЧЕСКИХ КАНАЛОВ (57) Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к волоконно-оптическим переключателям, и может быть использовано для коммутации оптических каналов в многоканальных линиях оптической связи. Цель изобретения — повьппение точности пе2 реключения оптических каналов. Цель достигается тем, что в устройство введены формирователи 9 импульсов, элемент ИЛИ 10, задатчик 13 каналов, два компаратора 11 и 12, два элемента И 14 и 15 и реверсивный счетчик

16, которые вырабатывают сигналы управления блоком 17 управляющего напряжения, в который введены генера тор 18 импульсов, два элемента И 19 и 20, реверсивный счетчик 21, цифроаналоговый преобразователь 22 и усилитель 23. Переключение оптических каналов, происходящее благодаря изгибу биморфного пьезоэлемента под действием управляющего напряжения, не зависит от гнстерезиса пьезоэлемента, так как изменение управляющего напряжения прекращается cpasy no достижении миксимума сигнала на выходе световодного ответвителя вы- . бранного канала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1619395

Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности, к волоконнооптическим переключателям, и может быть использовано для коммутации оптических. каналов в многоканальных J лйниях оптической связи.

Пелью изобретения является повышение точности коммутации оптических каналов путем устранения влияния гистерезиса биморфного пьезоэлемента.

На чертеже представлена функциональная схема переключателя.

Пьезоэлектрический переключатель оптических каналов содержит источник 1 света, оптически связанный со световодным волокном 2, снабженным линзой 3, укрепленным на свободном конце биморфного пьезоэлемента 4, матрицу 5 отверстий, каждое из которых посредством световодных ответвитителей 6 в каждом канале связано с фотоприемником 7, выход которого подключен к входу усилителя 8, выход которого подключен к формирователю

9 импульсов по каждому из каналов, логический элемент ИЛИ 10, первый 11 и второй 12 компараторы, задатчик 13 каналов, первый 14 и второй. 15 элементы И, первый реверсивный счетчик

16 и блок 17 управляющего напряжения.

Блок управляющего напряжения содержит генератор 18 импульсов, элементы И 19 и 20, реверсивный счетчик 21, цифроаналоговый преобразователь 22 и усилитель 23.

В режиме переключения оптических каналов переключатель работает следующим образом.

Предварительно счетчики 16 и 21 обнуляются подачей сигнала на шины

"Сброс 0" для снятия остаточных деФормаций пьезоэлемента. Затем оператор с помощью задатчика 13 выбирает номер канала. В результате на, выходе задатчика появляется двоичный код А, соответствующий выбргнному каналу.

Этот код поступает на первые входы компараторов 11 и 12, на вторые входы которых поступает двоичный код В с выхода реверсивного счетчика 16.

Компараторы выполнены таким образом, - что компаратор 11 выдает на выходе логическую "1" только в случае, когда код А больше кода В, а компаратор

12 выдает на выходе логическую "1", только если код А меньше кода Б. При равенстве кодов А и В на выходах

55 обоих компараторов устанавливается логический "0".

Предположим, что код В меньше кода A. В этом сл„чае логическая "1" с выхода компаратора 11 поступает на логические элементы И 15 и 19 и открывает их. В результате импульсы с генератора I8 начинают поступать через элемент И 19 на суммирующий вход (+) счетчика 21. Двоичный код с выхода счетчика 21 поступает на цифроаналоговый преобразователь 22, где преобразуется в аналоговый сигнал, который после усиления усилителем 23 поступает на биморфный пьезоэлемент 4. В результате биморфный элемент 4 начинает изгибаться, и его свободный конец, к которому прикреплено световодное волокно 2, начинает перемещаться вдоль матрицы отверстий

5 в сторону увеличения номера капала, поочередно освещая фотоприемнйки 7, При этом источник 1 света работает в непрерывном режиме, Сигналы с выходов фотоприемников 7 усилигаются усилителями 8 и подаются на входы формирователей 9 ° На выходах формирователей 9 появляются импульсы в моменты прохождения оптического луча соответствующего отверстия в матрице 5. Эти импульсы через элемент

ИЛИ 10 поступают на суммирующий вход счетчика 16 через открытый элемент И 15.

Биморйный пьезоэлемент 4, а соответственно, и световодное волокно 2 с укрепленной на нем линзой 3 перемещаются до тех пор, пока код В на выходе счетчика 16 не станет- равным коду А на выходе задатчика. В мо— мент равенства кодов А и Б на выходах компараторов устанавливается логический "0", элементы И 15 и. 19 блокируются, прекращая подачу импульсов на счетчики 16 и 21, и биморфный пьезоэлемент 4 останавливается, тем самым подключая световодное волокно 2 к выбранному каналу. При необходимости изменения номера канала оператор устанавливает с помощью задатчика 13 новое знечение кода.

Предположим теперь, что код А. с выхода задатчика 13 меньше кода В с выхода счетчика 16. При этом логическая "1" появляется на выходе компаратора 12 и открываются логические элементы И 14 и 20. В этом случае импульсы с генератора 18 поступают на вычитающий вход (-) счетчика2 (1б

Составитель Б.1ттденков

Техред М.Д»тдык К орр е к тор М.11ар они

Редактор Л.Лазоренко

Заказ 54 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,101 через элемент И 20. Код на выходе счетчика 21 убывает, что приводит к уменьшению напряжения, подаваемого на биморфный пьезоэлемент 4. В результате его свободный конец перемещает световодное волокно 2 в обратном направлении. Г!ри прохождении отверстий матрицы 5 на выходе логического элемента ИЛИ 10 появляются импульсы, которые поступают через открытый элег» нт И 14 на вычитающий вход счетчика 16, Так же, как и в предыдущем случае, движение биморфного пьезоэлемента происходит до тех пор, пока коды Л и В не сравняются.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает более высокой точностью коммутации оптических каналов, так как наличие гистереэиса при движении свободного конца биморфного элемента не влияет на точность соединения каналов ввиду того что устройство автоматически следит за перемещением световодного волокна и изменяет управляющее напряжение до тех пор, пока не будет най1-ден выбранный оптический канал.

@ о р м у л а и з обретения

1. Пьеэоэлектронный переключатель оптических каналов, содержащий источник света, оптически связанный со световодным волокном, снабженным линзой и укрепленным на свободном. конце биморфного пьезоэлемента, матрицу отверстий, оптически связанных. в каждом канале с первыми полюсами световодных ответвителей, вторые полюсы которых являются информационными выходами переключателя, а третьи полюсы подключены к фотоприемникам, выходы которых подключены к входам

5 усилителей, блок управляющего напряжения, выход которого подключен к биморфному пьезоэлементу, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности переключения, введены общий злемент ИЛИ, первый реверсивный счетчик, первый и второй компараторы, задатчик каналов, первый и второй элементы И и в каждом из каналов формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход — к входу общего логического элемента HJIH, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, вторые входы которых подключеHbl к выходам соответстт.енно второго z» первого компараторов, а выходы — к вхо20 дам первого реверсивного счетчика, выход которого подключен к вторым входам компараторов, первые входы которых подключены ., выходу задатчика каналов, вход которого является

25 входом переключателя, выходы первого и второго компараторов подключены к в:.одам блока управляющего напряжения.

2. Переключатель по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что блок управляющего т»апряжения содержит генератор импульсов, два элемента И, выходы которых соединены с соответствующими входами реверсивного счетчи35 ка цифроаналоговый преобразователь, вход которого соединен с выходом счетчика, а выход — с входом усилителя, выход которого является вы-ходом блока управляющего напряжения, 40 первые входы элементов И соединены с выходом генератора импульсо.-., а вторые входы являются входами блока управляющего напряжения.