Оптоэлектронный аналого-цифровой преобразователь

 

Изобретение относится к оптоэлектронике и предназначено для аналого-цифрового преобразования сигналов. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет получения выходного кода в заданной функции от преобразуемых величин и повышение быстродействия. Цель достигается тем, что образователь снабжен блоком формирования функции, состоящим из задающего генератора, счетчика, дешифратора , мультиплексора, блока памяти, буферного регистра, двух блоков усилителей-формирователей и устройства управления . При этом оптическое кодирующее устройство выполнено в виде матрицы а модулятор в виде установленных друг против друга растворов с некратным шагом, выполненных с возможное ою пинейного перемещения. 1 .ч п ф-лы 2 ил Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 02 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 а

1 0

ЬЭ

IQQ

О

М

1 (21) 4419944/25 (22) 03.05.88 (46) 15.02.91. Бюл. ¹ 6 (71) Ленинградский филиал Института машиноведения им. А.А.Благонравова (72) Л.Е.Городецкий, Ю.П,Фарафонов и

С.И.Еременко (53) 535.8 (088.8) (56) Дохикян Р,Г. и др. Использование оптоэлектронных методов для создания быстродействующих аналого-цифровых преобразователей сигналов, — Зарубежная радиоэлектроника. 1983, № 9, с. 23-51.

Авторское свидетельство СССР № 1245115, кл, G 02 F 7/00, 1986. (54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ АНАЛОГОЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к оптозлектроИзобретение относится к оптоэлектронике и предназначено для аналого-цифрового преобразования сигналов, Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей преобразователя за счет получения выходного кода в заданной функции от преобразуемых величин и увеличение быстродействия.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого преобразователя; на фиг. 2 — схема блока формирования функции.

Оптоэлектронный аналого-цифровой преобразователь содержит последовательно расположенные и оптически связанные источник 1 света, установленные друг против друга растры 2 и 3 оптического модулятора, оптическое кодирующее устройство 4 с подключенным к его адресным шинам по

„„5U„„1628042 А1 нике и предназначено для аналого-цифрового преобразования сигналов. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей устройства эа счет получения выходного кода в заданной функции от преобразуемых величин и повышение быстродействия. Цель достигается тем, что образователь снабжен блоком формирования функции, состоящим из задающего генератора, счетчика, дешифратора, мультиплексо,.а, блока памяти, буферного регистра, двух 6по>.ов усилителей-формирователей и устройства управления. При этом оптическое кодиру. тщее устройство выполнено в виде матрицы. а модулятор — в виде установленных дру- против друга растворов с некратным шагом, выполненных с возможнос ью линейного перемещения. 1 з и, ф-лы, 2 ил, координатам X u Y блоком 5 формирования функции и блок 6 фотоприемников, Оптическое кодирующее устройство 4 выполнено в виде матрицы жидкокристалли геских индикаторов (ЖКИ) размерностью

N x 2 где М вЂ” число разрядов преобразоN вателя. Элементы матрицы ЖНИ выполнены в форме круга

Растры 2 и 3 оптического модулятора выполнены со светопропуска ощими элементами в виде прямоугольных полсс, расположенных параллельно координате X матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4, При этом ширина полос не превышает диаметра элемента матрицы ЖКИ, а шаг полос больше ширины не меньше, чем в 2 раза.

Длина полос больше размера матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 по координате Х.

1628042 х (т) = х2 (Т) хз (Т); у (с) = уг (t)-уз (г), Блок 6 фотоприемников содержит N фотоприемников. светочувствительный слой которых ил«еет вид полос, расположенных параллельно координате Y матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4, Ширина полос светочувствительного слоя меньше диаметра элементов матрицы ЖКИ, а длина больше размера матрицы ЖКИ по координте X.

Блок 5 формирования функции содержит (фиг, 2) задающий генератор 7, счетчик

8, дешифратор 9, мультиплексор 10, блок 11 памяти, буферный регистр 12, первый и второй блоки 13 и 14 усилителей-формирователей и устройство 15 управления, Задающий генератор 7 выполнен на микросхеме К531ГГ1 с одним выходом, счет tL1l 8 — tin ««;рпг1е:;л е К555ИЕ7 с од««им счетныhl I!ходом (41) L1 выходной шиной (1, 2..., 11), дешифратор J — н э г и к р о с х е м е

K155ÈÄ3, муль111fiлексор 10 — на микросхе ме K 555КП11 с 1рел1я вход;«ми - канала А

1EA), кэ««элэ В и разрешения канала «A(EA)— и выходом синхпснизэции записи (С), блок

11 пэг1яти -- нэ h1LI«:pot:xQMI К565РУ2 с адресным входа«1 (AI, ..., АГ1), входом записи (Рlй), входом «те««ия (RD) и выходом в виде

IIIè«Iы $;)IIIIûõ (О I..., DN), буферньlL1 регистр

12 — it;.1 h1;It;t f, .ег"е K555ÈÐ22 с входами

I:I1IIYpf)I из:ILLIL1 зэ«1ис!1 (C) и шб1«1ы дэ«1нь«х

Я.... 0Ы) и од««пг. ««,«ходом.

Блоки 13 L1 14 усилителей-формирователей собран«ч ««э трэ«зистог«эх и выходами

Г4 соеди«lен«, соответственно с 2 входами матрицы по координате К и N входэл«и мэ«рицы по оорди««эте Y оптического кодируiollto 0 устройс«вэ 4.

Устройство 15 управления выполнено

««э базе 1««рэ«ь«яюьц« го эв«омэтэ с жесткой логикой и имее три входа — вход тактовой .эсготы (CLK), вход режима (MODE), вход зэпуска (ЕХ) — и 6 выходов — счетный выход (41). выход разрешения канала A(EA), выход записи (WR), выход чтения (00), выход синхрпнизэции записи (С) и выход готовности (RD Yj.

При этом вход буферного регистра 12 (D1 ... DN), вход мультиплексора 10 (В), вы<оды устройства 15 управления (МООЕ, EX) явля«отея входами аналого-цифрового преобразователя, э выход устройства управления (RDY) — выходом READY аналого-цифрового преобразователя.

Выход задающего генератора 7 соединен с входом CLK устройства 15 управлеHvisI, выход 4-1 которого соединен с входом

1 счетчика 8, выход E j — с входом EA мульtиплексора 10, выходы WR u RD — с входами WR u RD блока 11 пэмяти. выход С

- с входом C буферно«о регистра 12. Выход счетчика 8 соедин н с Входом А муг«ьтиплек5

55 сора 10 и через дешифратор 9 с усилителемформирователем 13, Выход С мультиплексора 10 соединен с входом (A1,..., AN) блока 11 памяти, выход которого связан с усилителем-формирователем 14 и (1„„, N) выходом буферного регистра 12.

На фиг. 1 обозначены: 16 и 17 — первые элементы соответственно растров 2 и 3; 18 — элемент матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4; 19 — фотоприемник блока 6.

Преобразователь работает следующим образом, На счетный вход (+1) счетчика 8 поступают импульсы от генератора 7 через устройство 15 управления. Код с выхода счетчика

8 поступает на дешифратор 9, обеспечивающий последовательную смену строк элементов матрицы ЖКИ кодирующего устройства

4 через блок 13 усилителей-формирователей. Код с выхода счетчика 8 через мультиплексор 10 поступает также на адресные входы (А1, А2.„, AN) блока 11 памяти. Устройство 15 управления одновременно с выдачей счетного импульса, т.е, с каждым изменением кода адреса, вырабатываетсигнал (RD) чтения из блока 11 памяти. Информация, считанная из блока 11 памяти, через блок 14 усилителей-формирователей поступает на входы координаты Y матрицы ЖКИ кодиру«ощего устройства 4.

Код, считанный из блока 11 памяти, определяет, какие элементы матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 должны быть включены или выключены в данной строке.

1аким образом, функциональная зависимость выходного кода преобразователя, формируемая элементами матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4, определяется содержанием блока 11 памяти, т.е. элементы матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 отображают содержимое блока 11 памяти.

Период регенерации изображения задается частотой следования счетных импульсов, поступающих на вход счетчика 8, и определяется размерностью матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 и инерционностью ее элементов.

Независимо от описанного процесса по коглэнде сигнала Ос синхронизации источник 1 света освещает установленные друг против друга растры 2 и 3 оптического модулятора. В зависимости от взаимного расположения растров 2 и 3 оптического модулятора, определяемого связанными с ними величинами х(1) и у(т), совпадение их элементов происходит в том или ином месте расположения по координате X

1628042 гдЕ хг(1) и ур(1) — координаты проекции реперной точки 20 растра 2 на оси X и У; хз(с) и уз(1) — координаты проекции реперной точки 21 растра 3 на оси Х и Y.

На фиг. 1 показано совпадение первых элементов 16 и 17 соответственно растров 2 и 3. Через совпадающие элементы растров

2 и 3 свет падает на соответствующую строку элементов матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4. Включенные блоком 5 формирования функции в соответствии с заданной блоком 11 памяти функцией и освещенные от источника 1 элементы матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 отражают свет, а не включенные поглощают (на фиг. 1 показано, что свет падает на первую строку элементов матрицы ЖКИ, в которой включен и отражает свет только один элемент 18). Отраженный от матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 свет падает на блок 6 фотоприемников, на его выходе появляется код в виде сигналов электрического тока, соответствующий включенным и освещенным элементам матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 (на фиг. 1 показано, что отраженный от элемента 18 матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4 свет падает на фотоприемник 19 блока 6 фотоприемников, который соответствует первому разряду выходного кода, следовательно, на выходе преобразователя появляется сигнал электрического тока, соответствующий двоичному коду единицы), Таким образом, преобразователь преобразует взаимное расположение растров 2 и 3, т.е. сумму перемещений x(t) и у(т) в выходной код, функционально зависящий от нее по закону, заданному блоком 11 памяти блока 5 формирования функции. При изменении величин х(с) и у(т) соответственно меняется положение совпадения элементов растров 2 и 3, изменяется освещаемая строка элементов матрицы ЖКИ кодирующего устройства 4, в соответствии с заданной функцией меняется отраженный от матрицы

ЖКИ сигнал, а следовательно, освещенность блока 6 фотоприемников и сигнал на его выходе, т.е. выходной код.

Для изменения функциональной зависимости выходного кода от преобразуемых величин необходимо изменить содержимое блока 11 памяти, Это можно осуществить с помощью внешнего устройства, например микроЭВМ, подключенной к блоку 5 формирования функции. Включение режима записи осуществляется подачей от внешне о устройства сигнала на вход режима (MODE) устройства 15 управления. В результате этого адресные входы (Ai, Ар,.„, Лг ) блока 11 памяти через мультиплексор 10 оказываются подключенными к адресным шинам (A1, А2...,, AN) внешнего устройства.

При подаче на вход запуска (EXECUTE) устройства 15 управления импульсов от

5 внешнего устройства устройство 15 управления вырабатывает сигнал записи (WR) для блока 11 памяти. B такт с этим сигналом меняется информация на шине данных (01, D2...., DN) блока 5 формирования функции, 10 которая, проходя через буферный регистр

12, поступает на шину (01, D2,..., DN) блока

11 памяти и записывается по заданному адресу.

Если функциональная зависимость за15 дана жестко, то в качестве блока 11 памяти может использоваться запоминающее устройство, При этом мультиплексор 10 и буферный регистр 12 из схемы блока 5 формирования функции могут быть исклю20 чены.

Предлагаемый преобразователь обеспечивает получение выходного кода в виде функции от преобразуемых величин, 25 Формула изобретения

1, Оптоэлектронный аналого-цифровой преобразователь, содержащий последовательно расположенные и оптически связанные источник света, оптический модулятор, 30 оптическое кодирующее устройство и блок фотоприемников, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет получения выходного кода в заданной функции от пре35 образуемых величин и повышения быстродействия, преобразователь снабжен блоком формирования функции, при этом оптическое кодирующее устройство выполнено в виде матрицы элементов индикаторов раз40 мерностью Nx2, где N — число разрядов

N преобразователя, у которой 2 входов по

N координатам X u Y подключены к выходам блока формирования функции, а оптический модулятор выполнен в виде установленных

45 друг против друга растров, имеющих шаги, не кратные между собой, и выполненных с воэможностью линейного перемещения в собственной плоскости по координатам Х и

Y соответственно.

50 2 Преобразователь по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что блок формирования функции выполнен из задающего генератора, счетчика, дешифратора, мультиплексора, блока памяти, буферного регистра, первого

55 и второго блоков усилителей-формирователей и формирователя управляющих импульсов. при этом вход тактовой частоты последнего подключен к выходу задающего генератора, а счетный выход через счетчик подсоединен к входам первого канала муль1628042 типлексора, к N входам дешифратора, N выходов которого соединены с первым блоком усилителей-формирователей и входами первого канала мультиплексора, входы второго канала мультиплексора являются адресны- 5 ми входами блока формирования функции, а вход разрешения прохождения сигнала первого канала мультиплексора соединен с аналоговым выходом формирователя управляющих импульсов. выход синхронизации 10 записи мультиплексора соединен с адресными входами блока памяти, вход записи и вход чтения которого соединены с соответствующими выходами формирователя управляющих импульсов, выходы блока памяти и буферного регистра соединены с вторым блоком усилителей-формирователей, вход синхронизации записи буферного регистра соединен с аналогичным входом формирователя управляющих импульсов, а второй вход является входной шиной данных блока формирования функции, два других входа и выход которого совмещены соответственно с входом режима, входом запуска и выходом готовности формирователя управляющих импульсов.

1628042

Составитель В.Аджалов

Техред М.Моргентал Корректор А,Осауленко

Редактор А.Лежнина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 340 Тираж 324 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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