Оптоэлектронное множительно-делительное устройство

 

(i!) 526926

° °

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-B) (22) Заявлено 08.12.74 (21) 2083715/24 (51) М. 1 л."- G 06G 9 00 с присоединением заявки М

Государственный комитет

Совета Мннкстров СССР по делам нздбргтений и GTKpblT{{N (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.76. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 23.11.76 (53) УДК 681.335.513 (088.8} (72) Автор изоор етения

Г. К. Арутюнов (71) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ

УСТРО и СТВО

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для осуществления умножения и деления не только сигналов электрической, но и оптической природы, а также выдачи результата в виде сигнала той же природы.

Известны оптоэлектронные множительноделительные устройства.

Одним из известных оптоэлектронных множитсльно-делнтельных устройств является устройство, которое состоит из двух делителей напряжения, каждый из которых представляет собой соединенные последовательно резистор и фоторезистор. Первый и второй делители включены между шиной нулевого потенциала и источниками входных напряжений Е> и Е соответственно.

Средняя точка второго делителя соединена с одним входом дифференциального усилителя, на другой вход которого подается напряжение Ез. Выходное напряжение с дифференциального усилителя подается на источник света с линейной характеристикой. Последний вместе с фоторезисторами представляет единую оптически связанную систему. Средняя точка псрвого делителя является выходом устройства. Выходное напряжение пропорционально произведению Е{ и Ез и обратно пропорционально Е (1).

Недостатком известного устройства является узкий диапазон работы и невозможность получения выходного сигнала в оптической форме, 5 Наиболее близким техническим решением к

Q3HHoM3 HB IHcTcH устройство, содержащее усилители постоянного тока, первый выход одного из которых соединен с одним выводом первого фотоприемника и через первый размыкающий

10 контакт переключателя — с первым выводом масштабного резистора, второй вход усилите,IB связан через второй размыкающий контакт переключателя с шиной нулевого потенциала, а выход соединен с катодом светодно15,а, оптически связанного через светоделнтельную пластину с первым и вторым фотоприемниками, причем второй фотоприемник включен в обратную связь другого усилителя постоянного тока, и источники входных сигналов

20 (2), Недостатком известного оптоэлектронного множительно-делптельного устройства является то, что оно не может обрабатывать и выдавать оптические сигналы, а также имеет низ25 кую помехоустойчивость.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства и расширение области его применения путем обеспечения возможности обработки электрических и опти30 ческих сигналов.

526926

11ос?2 ?лс!!ИЯ!? !?ел1,и?с!Иг?!еlf H з счсl 10Го, 0!!0 13 ус?ройетво введены "132 усилителяи!!13ертор!!, развязывяюп1ис диоды и допол!штслы!ыс фотоприемники, связя!шые с опт.?ческнми входами устройства, выход первого ис 0 1 НИКЯ ВХОДНОГО СИГ112:I2 0?С(ЭСЗ ПОСЛСД013Ятел !И10 соеди! ?снн ые пе13 !3 ы и р аз?3!1зыв яlоlци и диод, Включенный в обратном направлении, пер!?ый усилитель-ин.3сртор и ?ретий размыка10ilil! l1 КО!1Т2КТ ПСРСКЛIОЧЯТСЛЯ СВЯЗЯН CO ВТОрым выводо?м масштабного резистора, которь!й через первый дополнительный фотоприс чник соединен с Г?е1)вых! Зямыкя!О?цим контактом переключателя, второй замыкающий контакт которого соединен с одни ни вывода1,!и двух других дополнительных фотоприемников, другие выводы которых связаны соотВетственно с третьим ?i четвертым замыкаю1! ?, ? " и к О н т я к т с! м и п е р с к 710 "1 я т е л я и р а з н о именны;IH выводами введенного источника

011017НОI o!,12HP>??I CHHII, 132!sop I?TOPOI o !?CTOUCH?Iка входного сигнала через последовательно соединенные Второй развязыва?ощий диод, включснпый в прямом направлении, второй ус??с!Н7 ель-инвертор и чствертый размыкаю-! ций контакт перск;ночатсля соединен с др гим выводом первого фотоприемника, приче;! гыход первого усилителя-ингертора соединен через третий развязывающий диод, включенный в обратном направлении, с Выходом первого источника входного сигнала, а выход второго усилителя-инвертора соединен через четвертый развязывающий диод, включенный в прямом направлении, с выходом второго источника входного сигнала, выход третьего источника входного сигнала соединен с пятым размыкающнм контактом, а выход источника сигнала постоянного напряжения — — с пяты» замыкающим контактом переключателя, подвижный контакт которого через дополнительный масштабный резистор соединен с входом другого успл!и еля постоянного тока, Выход которого соединен с э ICKTpHческим выходом устройства и парой доно;шитсльно введенных светодиодов, включенных параллельно-встречно и связанны; с оптическими выходамн устройства.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема оптоэлектронного мно>кительно-делительного устройства.

Устройство содержит резистор 1, первый фотоприемник 2, дополнительные фотоприсмпики 3 — 5, первый усигп!тель б постоянного тока, светодиод 7, светоделительную пластину

8, второй фотоприемник 9, дополнительный масштабный резистор 10, Второй усилитель

11 постоянного тока, дополнительные светодиоды 12 и 13, усплн.-:;if!-Инвсрто.-.::;. 1 ; и 15, первый 16, второи 17, третий 18 и четвертый

19 диоды, переключатель 20.

Устройство работает следующим образом.

В положении 1 контактов переключателя 20 входные с??гналы напряжений U,, U„, и U, поступают на входы выпрямительных диодов

16 — 19 и масштабный резистор 10, UiU, вых— х

Пр:l U,)0 и U„...-(0 срабатывает дополiii!тельный светодиод 12 ?1 его световой поток будет равен

Ф,--Гф Ь,„,I - !(ф -", (1) ! 1, l ; С 1(... — К О Э 03 И 1 Ц ! С1. 7 С !3 С 1 О, I l i f3, 12 . !

1рll U0(0 н U...,-)0 срабатывает донолн:!тел ьн ый cl?cT03110;j 13 H cl o СВетовой IIQTÎK

?Н б". 1ет Н;- Вен

U0U

2 ф

U0(2) Формулы (1) и (2) получаются исходя из

5?1 HHi!eci Hi зависимостей пропорциональности светового потока току нлн под!3оди?!Ому напряжению.

В пог!0>кепи!! 11 контактов переключателя

20 нри наличии входных оптических сиг??алов

55 B Ф, 1 -,t !I Ф- !!месм на Выходе 1!Ян!?я?кен!!я и, с Ф,(3) !

0 Х

Где С вЂ” — некоторая постоянная, зависящая

6I! от свойств Второго фотоприемника 9.

Г1рн Ufl)О, U,,»(0 в результате срабатывания дополнительного светодиода 12 по?! В ° l я с7с?! Ф 1, С К.!. U. e,, 1

Р10Ф> ф, Прн U,(0 ffoffpÿæcflffo:c1?I з первый диод

16 ин!301?т?!1?устоя усилителем-ннвертором 14 и

В в?!дс U,)0 !ГодастсH на Вход мас!Итаб .о о резистора l.

> В случае U, .-.О I2!IpH?I;Cffflc !?е!!Осредс! Вс!1но подводится через третий диод 18 на вход

7!Яснг?абного резистора 1.

В случае U0) 0 напряжение через второй диод 17 инвертируется усилителем-инвертором

10 15 и поступает в виде U„(0 на первый фотоприсмник 2.

При UÄ(0 напряжение через четвертый диод 19 непосредственно поступает па вход фотоприемника 2, как напряжение отрица15 тельной полярности.

1-1япряжснпя U,. и Ь, поступающ!!с на вход первого усилителя б постоянного тока, приводят к появлению выходного напряжения, с помощью которого срабатывает светодиод 7, 0!? в результате чего появляется световой поток, который, проходя через светоделительную пластину 8, делится на две равные части, одна из которых поступает на первый фотоприемник

2, компенсируя разбаланс на входе первого

05 усилителя б постоянного тока и устанавливая его приблизительно равным нулю, другая часть светя поступает на вход второго фотоприемника 9 обратной связи, в результате чего изменяется его сопротивление. При вход00 i ОМ НанряжЕ!!НН U- ПМСЕт, ЧтО ВЫЛХОДНОС Напряжение второго усилителя 11 постоянного тока будет равно

526926 о %o Фу Ф

С Фх или

При (4 О, U„»,.) 0 н результате срабатыванияя дополнительнс:;о свсгодиода 13 i.:îÿâляется Ф2..

C Ko -Uo.Ô, ФУ.Ф, Меняя местами дополнительный масштабный резистор 10 и второй фотоприемник 9, получаем из (3) и световой поток Ф1 или Фо получим равным

Ф о 1о ф Фу +>

С Ф»

Ф о о ф Фу Фв

С ф„

Предлагаемое устройство позволяет обеспечивать операции не только умножения, но и деления сигналов напряжения. При этом на вход могут быть подведены сразу три сигнала; как видно из формул алгоритма, можем иметь в качестве делимого как произведение двух сигналов, а в качестве делителя — один из оставшихся, так и наоборот: делимое может быть один из сигналов, а делителем †совокупность произведения двух остальных. Наряду с выдачей выходных электрических сигналов устройство выдает оптический сигнал, при этом в зависимости от знака получаемой величины имеем оптический сигнал на выходе того или другого светодиода. При наличии входных оптических сигналов в другом положении переключателя 20 имеем выходной сигнал как электрической, так и оптической природы и соответствующие отношению произведения двух на третий или наоборот.

Эффективность устройства повышена как в отношении широты диапазона обрабатываемых сигналов, так и универсальности в отношении осуществления комплексной операции, Формула изобретения

Оптоэлектронное множительно-делительное устройство, содержащее усилители постоянного тока, первый вход одного из которых соединен с одним выводом первого фотоприемника и через первый размыкающий контакт переключателя — с первым выводом масштабного резистора, второй вход усилителя связан через второй размыкающий контакт переключателя с шиной пулевого потенциала, а выход соединен с катодом светодиода, оптически связанного через светоделительную пластину с первым и вторым фотоприемниками, причем второй фотоприемник включен в обратную

3:J

5()

5э

60 связь другого усилителя постоянного тока, 11 ие;очиики входных сигналов, о тл и ч а ю щее тем, что, с целью расширения области применения и повышения помехо1 стойчивости, в него введены два усилителя-инвертора, развязывающие диоды и дополнительные фотоприемники, связанные с оптическими входами устройства, выход первого источника входного сигнала через последовательно соединенные первый развязывающий диод, включенный в обратном направлении, первый усилитель-инвертор и третий размыкающий контакт переключателя связан со вторым выводом масштабного резистора, который через первый дополнительный фотоприемник соединен с первым замыкающим контактом переключателя, второй замыкающий кон гакт которого соединен с одними выводами двух других дополнительных фотоприемников, другие выводы которы; связаны соответственно с третьим и четвертым замыкающими контактами переключателя и разноименными выводами введенного источника опорного напряжения, выход второго источника входного сигнала через последовательно соединенные второй развязывающий диод, включенный в прямом направлении, второй усилитель-интертор и четвертый размыкающии контакт переключателя соединен с другим выводом первого фотоприемника, причем выход первого усилителя-инвертора соединен через третий развязывающий диод. включенный в обратном направлении, с выходом первого источника входного сигнала, а выход второго усилителяинвертора соединен через четвертый развязывающий диод, включенный в прямом направлении, с выходом второго источника входного сигнала, выход третьего источника входного сигнала соединен с пятым размыкающим контактом, а выход источника сигнала постоянного напряжения с пятым замыкающим контактом переключателя, подвижный контакт которого через дополнительный масштабный резистор соединен с входом другого усилителя постоянного тока, выход которого соединен с электрическим выходом устройства и парой дополнительно введенных светодиодов, включенных пераллельно-встречно и связанных с оптическими выходами устройства.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе изобретения:

1. Патент СШЛ М 3423579, кл. 235 — 194, опубл. 21.01.69.

2. Арутюнов Г. К. Малоинерционные следящие системы и их применение в вычислительной технике. М., Центральный институт научно-технической информации элекротехнической промышленности и приборостроения, «Труды ТНИИСА», 1960 г., том 2, стр 233, рис. 4.

526926 и, /

Составитель Ю. Козлов

Техред 3. Тараненко

Редактор Н. Суханова

Корректор Н. Аук

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2196/4 Изд, М 1653 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5