Фотоэлектрическое устройство для умножения на бигармоничные синусно-косинусные функции

 

Фотоэлектрическое устройство для умножения на бигармоничные синусно-косинусные функции относится к аналоговым электромеханическим вычислительным устройствам . Целью изобретения является повышение точности работы, которая достигается тем, что в устройстве, содержащем четыре перемножающих моста на фоторезисторах 1-10, токоограничительные резисторы 11-16, источники 22 постоянного излучения и источники 23 и 24 регулируемого излучения, установленные на механическом модуляторе 19 и связанные оптически через конденсор 21 с фоторезисторами, конденсор 21 выполнен Г-образным, состоящим из двух взаимно перпендикулярных линз, а первая, третья и пятая пары фоторезисторов расположены в плоскости, ориентированной под углом 90° относительно плоскости расположения второй и четвертой пар фоторезисторов, источники 22, 23 и 24 подключены соответственно к источнику 29 высокочастотного напряжения и к выходам первого и второго электрических модуляторов 30. 31, первые входы которых подключены к источнику 29, а вторые входы подключены соответственно к выходным диагоналям второго и первого перемножающих мостов. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 06 G 7/16, G 06 Е 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4495398/24 (22) 17.10.88 (46) 07.09.91. Бюл. № 33 (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им.Ленинского комсомола (72) А.Б.Лукашенок, А.З.Ишмухаметов и M.Â.Óøàêoâ (53) 681.335(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 809222, кл. 6 06 G 7/16, 9/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

° № 943772, кл. 6 06 G 7/16, 9/00, 1980. (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ УМНОЖЕНИЯ НА БИГАРМОНИЧНЫЕ

СИНУСНО-КОСИНУСНЫЕ ФУНКЦИИ (57) Фотоэлектрическое устройство для умножения на бигармоничные синусно-косинусные функции относится к аналоговым электромеханическим вычислительным устройствам. Целью изобретения является повышение точности работы, которая. Ж 1675909 А1 достигается тем, что в устройстве, содержащем четыре перемножающих моста на фоторезисторах 1 — 10, токоограничительные резисторы 11 — 16, источники 22 постоянного излучения и источники 23 и 24 регулируемого излучения, установленные на механическом модуляторе 19 и связанные оптически через конденсор 21 с фоторезисторами, конденсор 21 выполнен Г-образным, состоящим из двух взаимно перпендикулярных линз, а первая, третья и пятая пары фоторезисторов расположены в плоскости, ориентированной под углом 90 относительно плоскости расположения второй и четвертой пар фоторезисторов, источники 22, 23 и

24 подключены соответственно к источнику

29 высокочастотного напряжения и к выходам первого и второго электрических модуляторов 30. 31, первые входы которых подключены к источнику 29, а вторые входы подключены соответственно к выходным диагоналям второго и первого перемножающих мостов, 4 ил.

1675909

Изобретение относится N анаг«огoBblM электромеханическим вычислительным устройствам, касается устройства для умно>кения электрического сигнала в виде напряжения на синусные и косинусные функции первой и второй гармоник и м«э>кет быть использовано в аппаратуре гармонического анализа, в частности для задач экспериментального исследования нестационарных >:apàêòepèстик моделей летательных аппаратов путем продувок в аэродинамической трубе методом вынужденных колебаний, Целью изобретения является повышение точности работы, На фиг. 1 изобра>кена принципиальная электрическая схема фотоэлектрического устройства для умножения на бигармоничные синусно-косинусные функции; на фиг.

2 — его оптоэлектрснный и эеабразователь, общий вид; на фи«. 3 — то же, вид сбоку, разрез; на фиг. 4 — сечение А-А на фиг, 3.

Фотоэлектрическое устройство для умножения на бигармоничнь1е синусно-косинусные функции содержит первую — 1, 2, вторую — 3, 4, третью — 5, 6, четвертую 7, 8 и пятую 9, 10 пары фоторези:торов, три пэры

11-12, 13 — 14 и 15-!6 токоограничиэельных резисторов, источник l7 входного напряжен и я, и ст о ч н и к 1 8 Г« о сто я н и э г<«« l B f < p ««>«< e H è é, первая, вторая и третья пары фоторезисторов 1 — 6 образуют вместе с гремя г«арами постоянных резисторов 11-16 соответстВеННо первый, второй и трет и перемножа«ощие мосты. а чет--.ерта» и пятая пары фоторезисторов 7- 0 образуют совместно четвертый перемножающий мост, Входные диагонали первого и гторого перемножающих мостов подкг «очены, < источнику 17 входного напря>кени., а выходные диагонали являются соответственно первым и вторым выходами устройства, Входные диагонали третьего и четвертого перемножающих мостов подкл к>чен ы к ис гоч нику 18 постоянного напряжения, 3 выходные диагонали являются соответственно третьим и четверть;м выходными устройствами, Механический модулятор !9 выг,олнен в виде цилиндрб, эксцентрично закрепленного на входном валу, связанном с приводом 20.

Конденсатор 21 выполнен Г-образным, состоящим из двух взаимно перпендикулярных линз. Первая, третья и пятая г«ары фоторезисторов распело>кены в плоскости, ориентированной под угг ом 90О относительно плоскости располсжения второй и четвертой пар фоторезисторов, причем проекции линий попарной стыковки фоторезисторов совпадан>т с осью вращения механического модуляторэ 19, 5

20 л5

Источник 22 постоянного излучения оптически связан с первой и второй парами фоторезисторов, а первый источник 23 регулируемого излучения аналогично оптически связан с третьей и четвертой парами фоторезисторов и второй источник 24 регулируемого излучения — с пятой парой фоторезисторов. Источники 22 — 24 выполнены в виде электролюминесцентных излучателей, име1ощих форму полых цилиндров, которые последовательно установлены соосно на боковой поверхности механического модулятора 19, причем одна из внешних образующих каждого полого цилиндра совпадает с осью вращения входного вала, а внешний диаметр полого цилиндра, в частности, равен высоте светочувствительного слоя фоторезистора. Стенки полых цилиндров электролюминесцентных излучателей

22 — 24 оцинаковой толщины имеют слоистую концентрическую структуру, состоящую из чередующихся от поверхности модулятора 19 металлического электрода

25, алек ролюминесцентного слоя (например, из «-орошкового фосфора) 26, прозрачного электрода (например, из окиси олова)

27 и прозрачного защитно -о слоя (например, из изоляционного лака) 28, Устройство снабжено источником 29 высокочастотного напряжения. первым и вторым электрическими модуляторами 30 и

31, имеющими по два входа и одному выходу, Электролюминесцентные излучатели, а именно их электроды 25 и 27, через двухканальные щеточно-коллекторные узлы подвижного токоподвода, расположенные по концам модулятора 19, подключены к соответствующим элементам питающего напря>кения, Источник 22 постоянного излучения через коллекторные кольца 32 и на входном валу модулятора 19 неподвижные щетки 33 подключены к источнику 29. Соответственно, первь;й и второй источники 23 и 24 регулируемого излучения через коллекторные кольца 34 и 35 и контактирующие с ними щетки 36 и 37 подключень« к выходам первого и второго электрически:< модуляторов 30 и 31, при этом одни входы последних подключены к источнику 34, а другой вход модулятора 30 подключен к выходной диагонали второго перемножающего моста 26 и другой вход модулятора 31 подключен к выходной диагонали первого перемножающего моста, Однотипные элементы устройства име«от идентичные параметры, Оптоэлектронная часть устройства заключена в светонепроницаемый корпус (не показан), причем ее отдельные тракты светоизолированы друг от друга, 1675909

Фотоэлектрическое устройство для умножения на бигармоничные синусно-косинусные функции работает следующим образом.

Высокочастотное напряжение неизменного уровня от источника 29 подается на электроды 25 и 27 источника 22 постоянного излучения, что приводит к возбуждению его электролюминесцентного слоя 26, в результате чего формируется излучение с постоянной освещенностью E>(t) = const.

Это напряжение также подается на одни входы электрических модуляторов 30 и 31, на другие входы которых в отдельности поступают напряжения U1(t) и U2(t), снимаемые с выходов первого и второго мостов, где эти напряжения смешиваются. Высокочастотный сигнал большого уровня источника

29 является несущим для инфранизкочастотных сигналов меньшего уровня первого и второго мостов и их результирующие величины при подаче на электроды 25 и 27 первого и второго источников 23 и 24 регулируемого излучения приводят к возбуждению их электролюминесцентных слоев 26 и к последующему формированию излучений с освещенностями, промодулированным по законам сигналов U<(t) и Ог(т), т.е. соответственно Ег(т) = 0г(т) и Ез(т): — Ua(t).

При вращении цилиндрического эксцентрика механического модулятора излучатели 22-24 с постоянной угловой скоростью ш площади перекрытия фоторезисторов первого и третьего мостов и половины смежных плеч четвертого моста модулируются по закону sin mt, а второго моста и другой половины четвертого моста — соэв t. Учитывая, что фоторезисторы мостов 1 — 4 освещаются излучателем 22 с постоянной освещенностью E<(t), световые потоки, падающие на светочувствительные площадки этих фоторезисторов, равные произведениям освещенности на соответствующие площади перекрытия, соответственно будут изменяться и вызовут кратные изменения сопротивления Й1,г первой и Яз,4 второй пар фоторезисторов:

Rt,г(т) = йо R sin o}t; (1)

Вэ,4(t) = Ro + Л R cos в t, (2) где Rp — среднее значение сопротивления фоторезистора, ЛЯ вЂ” максимальная величина приращения сопротивления фоторезистора.

Согласно известному свойству четырехплечного моста осуществляют умножение входного напряжения U(t) источника 17 на функцию изменения сопротивлений активных плеч, на выходе первого и второго мостов получают сигналы, пропорциональные

U >(t) = U(t) sin v t; (3)

02(t) = — U(t) cos в t. (4)

Отсюда видно, что освещенность излучателя 23 модулируется по закону

5 Ег(т): — 0(t) cos on, а излучателя 24 модулируется по закону Еэ(с): — 0(t) з!и on, и световые потоки, падающие от них на светочувствительные площадки третьей, четвертой и пятой пар фоторезисторов, 10 учитывая закономерности механического перекрытия их светочувствительных площадок, вызывают такие кратные изменения сопротивлений пар фоторезисторов:

Сопротивление резисторов 5 и 6

Rs,® = Rp A R(U(t) cos cut sin on):—

= Rp (- Л R(U(t) sl п 2 cut), (5)

Сопротивление резисторов 7 и 8

В7.8((} = Яо Л R(U(tl ccc ж cocclt}=

= R, + ЛR(U(t) cos on). (6)

Сопротивление резисторов 9 и 10

R9,1o(t) = Rp (" Л R(U(t) sin cut sin on) —=

= Rp +. ЛR(U(t) sin on), (7)

Это предопределяет получение на выхо25 дах третьего и четвертого мостов питаемых от источника 18 постоянным напряжением сигналов, пропорциональных

0э(т) = U(t) sin 2 on (8)

U<(t): — U(t) (cos on- sin cut) U(t) cos2on, (9) при этом у четвертого моста приращения сопротивлений фотореэисторов в противоположных плечах изменяются противофазно.

В результате при непрерывном вращении модулятора с угловой скоростью в с выходов устройства снимают сигналы, пропорциональные произведениям входного напряжения на синусно-косинусные функции первой и второй гармоники, т.е.

U(t) sin в t, U(t) cos on, U(t) sin2o} t u

U(t) cos 2 (ut.

Формула изобретения

Фотоэлектрическое устройство для умножения на бигармоничные синусно-косинусные функции, содержащее первую, вторую и третью пары фоторезисторов, образующих вместе с тремя парами токоограничительных резисторов соответственно первый, второй и третий перемножающие мосты, четвертую и пятую пары фоторезисторов, образующих совместно четвертый перемножающий мост, входные диагонали первого и второго перемножающих мостов подключены к источнику входного напряжения, а выходные диагонали являются соответственно первым и вторым выходами устройства, входные диагонали третьего и четвертого перемножающих мостов подключены к источнику постоянного напряже1675909

1 ния, а выходные диагонали являются соответственно третьим и четвертым выходами устройства, конденсатор и механический модулятор, выполненный в виде цилиндра, эксцентрично закрепленного на входной оси привода, источник постоянного излучения, первый и второй источники регулируемого излучения, оптически связанные через конденсатор соответственно с первой и второй, третьей и четвертой, пятой парами фоторезисторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, в него введены источник высокочастотного напряжения, первый и второй электрические модуляторы, первая, третья и пятая пары фоторезисторов расположены в плоскости, ориентированной под углом 90 относительно плоскости расположения второй и четвертой пар фоторезисторов, источники постоянного и регулируемых излучений выполнены в виде электролюминесцентных излучателей, которые выполнены в виде полых цилиндров и последовательно установлены соосно с механическим модулятором, причем одна из внешних образующих каждого полого цилиндра совпадает с осью вра5 щения входной оси, конденсатор выполнен

Г-образным, состоящим иэ двух взаимно перпендикулярных линз, источник постоянного излучения, первый и второй источники регулируемого излучения

10 подключены соответственно к источнику высокочастотного напряжения и к выходам первого и второго электрических модуляторов, первые входы первого и второго электрических модуляторов под15 ключены к источнику высокочастотного напряжения, второй вход первого электрического модулятора подключен к выходной диагонали второго перемножающего моста, а второй вход второго электриче20 ского модулятора подключен к выходной диагонали первого перемножающего моста, 1675909

Составитель Л. Снимщикова

РедэкторВ, Бугренкова Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Заказ 3004 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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