Оптико-электронный сумматор

 

О П И С А Н И Е 35965I

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.111,1970 (№ 1407448/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.XI.1972. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 9.1.1973

М. Кл. G 06! 7i56

G 02f 3) 00

Комитет по делам наооретвний и открытий при Совете й1инистров

СССР

УДК 681.325.54:681..383 (088.8) Ю. Д. Думаревский, В. H. Дульдиер и В. А. Петрусевттч.- „ :! ::,! <, I-".:: . „ .Ahj

;-.. /I," 11 < I L-AA

Авторы изобретения

Заявитель

ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЙ СУММАТОР

Изобретение относится к вычислительной технике и. фотоэлектронике.

Известные оптико-электронные сумматоры вьвполняются на основе фоторезисторов и излучателей света.

Для обес|печения возможности обработки информации в виде септических сигналов путем создания оптрон ной связи между элементами предлагается сумматор с устройством для линейной развертки свето|вого луча, на которое подается переменное на пряжение от управляемого светом источника .переменного напряжения и под которым размещены три фотоприемника. таким образом, что прошедший через устройство луч освещает, последовательно сначала первый из них, затем второй и, наконец, второй и третий вместе, причем третий фотоприемник подключен параллельно первому; источник на пряжения выполнении в виде пленки., обладающей э ф фектом фотоэ.д.ic. Для увеличения быстродействия сумматора этот источник может быть вьвполнен B виде источника постоянно го напряжения, к которому подключен делитель, состоящий из фотоэлемента и балластного IIoстоянного сопротивления.

На,фиг. 1 изображена функционалыная схема сумматора с тремя входами и двумя выходами; на фиг. 2,а — .принципиальная схема сумматора; на фиг. 2,б — расположение его фотоприемников.

Сумматор содержит устройство 1 для линейной развертки светового луча, Bblllloлненное или с резистивным слоем и источником постоянного напряже ния, или с использовапием пленки с эффектом фотоэ.д.с. освещаемой тем же светом, что и само устройство.

На сумматор подано переменное по ампли10 туле напряжение от у правляемого светом источшкка 2, обеспечивающего и зменение амплитуды переменного на|пряжения от минимальной до максичальной величины. Устройство для развертки света должно при этом

15 обес цечивать .перемещение луча в три положения I, 11, II (фиг. 2,б). Проходящий через устройство свет освещает раоположенные .под устройством фото приемники 8, 4, 5 причем фотоприемник 8 подключен параллелbHо фо20 топриечнику 5

В качестве у правляемого светом источника переченного,напряжения может быть использована АФН пленка 6. Наличие сигнала ота каждом из входов Л, Y, Z означает наличие

25 световых потоков II, 12, 1а.

Работу сумматора можно представить следующим образом.

Если ни на одном из входов Х, Y Z нет сигнала (II = I2 — — 13 —— 0), то фотоэ.д.с. АФН

30 пленки б равна нулю, и свет, проходящий

359651

60 через устройство для развертки светового луча (положение О), не регистрируется ни одним из фотоприемников. Сигнал на выходах

U u V фотоприемников отсутствует.

Если хотя бы на одном из входо в Х, Y, Z появляется сигнал (включается один из свеToBbIx IIoToKoiB Iь 1 HJIH Iз), То 370 IIPHBtos7HT к появлению у АФН,пленки б фотоэ.д.с., пропорциональной интенсивности светового, потока I, и, следовательно, к смещению светового луча, про шедшего через рабочий слой устройства для развертки, в,положение 1. В этом положении прошедший световой луч о свершает один из двух (см. фиг. 2б) электрически соединенных фотоприемников (8), и на выходе U появляется сигнал.

При подаче входного сигнала на любые два входа (включаются световые потоки II u

Ig или 1 и 1з или 12 и 1з) фото э,д.с. АФН пленки б пропорциональна сумме двух световых потоков, и луч света смещается в положение II. В этом положении проходящий световой луч освещает только второй фотоприемник 4, что приводит к поя вле нию сигнала на выходе V.

Если сигнал подается одновременно на все три входа (включены все три световых .пото.ка 1, 12 и 1з), то фотоэ.д.с. п.лешихи б пропорцио нальна сумме трех световых потоков и, луч света смещается в положение III. В этом положении освещаются фoTQIIIpHBMHHKH 4, 5 и сигнал появляется на обоих выходах К V.

Танским образом в описываемом устройстве о сущесгвляется о пера ция суммирования входных сигналов.

Быстродействие самого устройства для развертки светового луча может быть порядка

10 сек и ограничивается временем заряда емкости рабочего слоя через сопроти вление генератора геременного напряжения. В рассматриваемом случае, когда в качестве генератора используется АФН пленка, ввиду высокого сопротивления таких пленок быстродей ствие сумм атора, составляет 10 —

10 сек.

Для повышения быстродействия устройства в качестве генератора можно ис пользовать подключенный к и сточнику 7 постоянного напряжения делитель напряжения 8, состоящий из фоторе зистора R@ и балластнего постоянного сопротивления R, напряжение с которого подается на рабочий слой устройства для развертки лу..ча.

Работа сумматора в этом случае описывается таким же образом, как и для случая использования АФН .пленки.

Для определенности можно при нять след ующие условия. Тем повое со противление фоторезистора уф=10 R, включение одного из световых .потоков II, 12 или I> приводит к

Зо

40 уменьшению сопротивления фоторезистора на порядок, включение двух световых потоков — на два порядка и включение трех световых,потоков — на три порядка.

В этом случае при отсутствии сигнала на каждом из,входов Х, V u Z потенциал, снимаемый с нагрузочного сопроти!вления R, со ставит 10 от Е (на пряжение источника питания) — луч света в положение О. При подаче сигнала хотя бы на один из входов на пряжение на нагрузочном сопротивлении

R соcTBtBHT уже 10- Е и луч,света займет положение 1. При включении двух световых потоков, напряжение íà R составит 0,5Е и луч займет положение 11. При включении всех трех HlcToчников света на(пряжение íà R будет максимальным и луч света, займет положе ние 111.

Быстродействие сумматора в этом случае о пределяет ся временем,фотоответа ф оторезистора, .которое обычно составляет 10 з —: —:10 сек. Чтобы повысить быстродействие, в качестве фоторезистора можно иапользов ать фотодиоды. В качестве фотоприемни коз

8, 4, 5 также могут быть использованы ф отосопротивления или фотодиоды.

Так как в сумматоре требуется развертка луча всего в три положения, то в случае использован ия внешнего источника его на пряжение может составлять 20 — 30 в,в зависимости от толщины рабочего слоя. Геометрические размеры сумматора составляют

0,5 Х 0,1 Х 0,01 см и меньше.

Таким образом, использование для п остроения сумматоров устройств для развертки светового луча, обеспечивает м икроминиатюризацию устройства. и достагочно высокое быстродействие до 10 — 10 — сек..При этом исключается гальваническая связь между входом и выходом, что также является немаловажным фактором.

Предмет изобретения

1. Оптико-электронный сумматор о птических сигналов, содержащий у пр авляемый светом источник переменного по амплитуде напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения сумматора, повышения надежности и быстродей ствия,,он содержит устройство для линейной развертки световoro лу ча, связанное с источником переменного по амплитуде напряжения, под которым ра змещены три фотоприем ника, из которых второй частично .перекрывается третьим фотоприемником, подключенным параллельно первому. ,2. Сумматор по п. 1, отличающийся тем„ что источник, переменного по амплитуде ня пряжения,вы полнен .в виде пленки, обладающей эффектом фотоэ.д,с.

359651 к д Z с 5 5 и

5 Ш // 5 I о

Фиг. 2

Составитель И. Горелова

Техред T. Ускова

Редактор Б. Нанкина

Корректор T. Медведева

Заказ 4236/6 Изд. № 1763 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

А!осква, Ж-35, Раушская паб., д. 4/6

Типография, пр. Сапунова, 2