Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.335 8 (088.8) (72) Авторы изобретения В. Ф. Бахмутский, А. Б. Кметь, С. М. Коновалов, О. Л. Николайчук, М. А. Раков, А. И. Скрипников и В. С. Якушев

Специальное конструкторское бюро микроэлектроники в приборостроении (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналоговых и гибридных измерительно-вычислительных комплексах.

Известны функциональные преобразователи, выполненные на электронных и оптических элементах. Один из известных функциональных преобразователей содержит фотоэлектронный умно китель, генератор, блок настройки, блок запоминания, а также блоки сравнения и управления. Однако область применения такого функционального преобразователя ограничена. Наиболее близким к изобретению техническим решением является универсальный многозначный преобразователь, содержащий последовательно соединенные масштабные преобразователи напряжения в фазу и фазы вЂ” в напряжение, выполняющие также функции запоминания. Входы масштабных преобразователей соединены с выходами генератора импульсов и генератора ступенчатого напряжения. Он характеризуется также узкой областью применения, вследствие ограниченных функциональных возможностей, а именно, невозможности преобразования переменного напряжения в постоянное и получения различных функциональных зависимостей между ними, и кроме того, отсутствием индикации состояния.

Целью изобретения является расширение области применения. В описываемом устройстве это достигается тем, что в него введены формирователь стробпрующих импульсов, излучатель, два двухполюсных переключателя, первый и второй следящие формирователи переменного напряжения, дефлектор света, оптический формирователь, ключи, дпфференцнрующий пороговый элемент, первая группа фотоприемников, электрически связанных од10 ними выводами с выводами соответствующих светодиодов, источник опорных напряжений с двумя группами выводов, вторая группа фотоприемников, оптически связанных с соответствующими светодиодами, и дополнительный

15 запоминающий блок, входы которого соединены со входамн основного запоминающего блока, выходы основного и дополнительного запоминающих блоков соединены с соответствующими выходами устройства, первый вход

20 которого через нормально замкнутый контакт первого двухпозицпонного переключателя н непосредственно соединен со входамп первого следящего формирователя переменного напряжения, выход которого соединен с первым

25 управляющим входом дефлектора света н через последовательно соединенные формирователь стробирующих импульсов, излучатель н оптический формирователь связан с сигнальным входом дефлектора света, второй управ30 ляющпй вход которого через второй следящий

546904. вЂ” D вЂ” >- S„(D,) вЂ” р вЂ” Р - S,(D), () 0 где S вЂ” электрический входной сигнал;

Р вЂ” промежуточный оптический сигнал на выходе дефлектора света 8; 65 формирователь переменного напряжения и нормально разомкнутый контакт второго двухполюсного переключателя связан со вторым входом устройства, а выход дефлектора света оптически связан с соответствующими фото- 5 приемниками первой группы, подключенными ° другими выводами к выходу генератора ступенчатого напряжения, входу дифференцирующего порогового элемента и сигнальному входу первого ключа, управляющий вход ко- 10 торого соединен с выходом дифференцирующего порогового элемента, а выход первого ключа связан с третьим входом основного запоминающего блока, третий вход дополнительного запоминающего блока соединен с вы- 15 ходом второго ключа, управляющий вход которого связан с выходом дифференцирующего порогового элемента, сигнальный вход второго ключа соединен с первыми выводами фотоприемников второй группы, вторые выводы ко- 20 торых подключены к первой группе выводов источника опорного напряжения, связанного второй группой выводов с другими выводами светодиодов.

На чертеже представлена принципиальная 25 схема описываемого устройства и приняты обозначения: 1 вЂ” формирователь стробирующих импульсов; 2 вЂ” излучатель; 3 и 4 вЂ” двухполюсные переключатели; 5 и 6 вЂ” первый и второй следящие формирователи переменного 50 напряжения; 7 вЂ” оптический формирователь;

8 вЂ” дефлектор света с двумя акустооптическими ячейками; 9 вЂ” генератор импульсов; 10вЂ” генератор ступенчатого напряжения; 11 вЂ” первая группа фотоприемников; 12 и 13 вЂ” управ- З5 ляемые ключи; 14 вЂ” дифференцирующий пороговый элемент; 15 вЂ” светодиоды; 16 вЂ” источник опорных напряжений с двумя группами выводов; 17 вЂ” вторая группа фотоприемников; 18 и

19 вЂ” основной и дополнительный запоминаю- 40 щие блоки, содержащие масштабные преобразователи напряжения в фазу 20 и 21, масштабные преобразователи фазы в напряжение

22 и 23.

Устройство работает в двух режимах. В пер- 45 вом режиме (используется вход Вх.1 и положение переключателей 3 и 4, показанное на чертеже) устройство применяется для преобразования переменного напряжения в постоянное, пространственный признак или в фазу импульсной последовательности с двумя выходами (линейным и функциональным), а также оптическими- выходами для визуального контроля состояния. При этом общая диаграмма преобразования имеет вид

D вЂ” промежуточный электрический сигнал с динамическим (фазовым) признаком;

P вЂ” оптический сигнал пространственного преобразования или визуального контроля сосгояния;

SI(DI) и Sg(Dg) вЂ выходн электрические сигналы со статическим или динамическим информационным признаком, находящиеся соответственно в линейной и функциональной зависимости от входного сигнала S.

Диаграмма показывает широкие функциональные возможности устройства, которое может быть использовано при построении аналоговых и гибридных измерительно-вычислительных комплексов.

Во втором режиме работы устройства (положение переключателей 3 и 4 противополож»ое) дополнительно используются второй вход (Вх.2), второй следящий формирователь переменного напряжения 6 и дефлектор света 8, выполненный на двух акустооптических ячейках, расположенных в общей кювете. В этом режиме фаза переменного напряжения преобразуется по той же диаграмме (1) переходов (где вместо параметра S следует взять фазу

Ф) в выходные сигналы SI(DI), Sg(Dg).

При работе в первом режиме на первый вход (Вх. 1) подается переменное напряжение, которое поступает на основной и управляющий входы следящего формирователя переменного напряжения 5, преобразующего входное переменное напряжение в напряжение той же амплитуды и прямоугольной формы, управляющее работой дефлектора света

8, с использованием одной акустической ячейки. Дефлектор света 8 периодически отклоняет луч света излучателя 2 в определенное положение, соответствующее входному напряжению, причем на время переднего и заднего фронтов сформированного напряжения излучатель 2 гасится формирователем стробирующих импульсов 1, чем обеспечивается стробоскопирование луча в положении максимального отклонения. В результате засвечивается один из фотоприемников 11 первой группы.

Прежде, чем попасть на дефлектор света 8, луч формируется оптическим формирователем

7 до размера, значительно меньшего длины акустической волны и акустооптической ячейке дефлектора света 8. Источник опорных напряжений 16 создает в каждой цепи последователь Io соединенных фотоприемника 11 и светодиода 15 определенное запирающее напряжениеие.

Луч света, отклоняясь дефлектором света 8 в определенное положение, соответствующее выходному напряжению следящего формирователя 5, тем самым преобразует его в пространственный признак P. В месте отклонения луч засвечивает один из фотоприемников

11, соединяющий соответствующий светодиод

15, запертый опорным напряжением источника

16, с выходом генератора ступенчатого напряже ия 10, синхронизированного генератором импульсов 9. Напряжение развертки Ур с вы54G904

65 хода генератора ступенчатого напряжения 10 через засвеченный фотоприемник 11 подается на светодиод 15, который начинает излучать свет при превышении соответствующего опорного напряжения О, напряжением Ур.

Таким образом, излучающий светодиод 15 индицирует состояние устройства и дает пространственное представление P с и выходами, где n вЂ” количество элементов в первой и второй группах фотоприемников 11 и 17 и светодиодов 15.

Светодиод 15 засвечивает один из соответствующих фотоприемников 17 второй группы, который коммутирует напряжение одной из групп выходов источника опорных напряжений 16 на вход ключа 13, управляемого с выхода однополярного дифференцирующего порогового элемента 14. Дифференцирующий пороговый элемент 14 в момент сравнения на одном из светодиодов 15 напряжения развертки с генератора ступенчатого напряжения 10 с соответствующим опорным напряжением источника 16 вырабатывает однополярный импульс (D), который является динамическим представлением входного сигнала S, и открывает ключ 13. Напряжение с выхода ключа 13 поступает на вход дополнительного запоминающего блока 19 и запоминается им. Постоянное напряжение $ с выхода дополнительного запоминающего блока 19 (или его фазоимпульсный эквивалент D ) связано с входным переменным напряжением (5) функциональной зависимостью, задаваемой с другой группы выходов источника опорных напряжений 16.

Дополнительный запоминающий блок 19 используется для запоминания предыдущего состояния в момент нахождения луча на выходе дефлектора света 8 вне рабочей зоны, т. е. между двумя какими-либо фотоприемниками 11. Линейное преобразование переменного напряжения S в постоянное Sl или его фазо-импульсный эквивалент Dl (Вых. 1) осуществляется по другому маршруту диаграммы преобразований (1).

В момент сравнения, когда на выходе дифференцирующего порогового элемента 14 появляется однополярный импульс (D), открывается также ключ 12, который подключает па вход основного запоминающего блока 18 папря>кение с выхода генератора ступенчатого напряжения 10, равное в этот момент опорному напря>кеншо U,, соответствующего светодиода 15.

Дифференцирующий пороговый элемент имеет определенный порог срабатывания, при превышении которого он отключается. Это необходимо для исключения ложного (неинформатпвного) импульса в момент обратного хода развертки генератора ступенчатого напряжения 10, т. е. его возвращения в исходное (нулевое) состояние. Основной запоминающий олок 18 в этом случае также необходим для запоминания предыдущего состояния. Запо5

40 .iIIIIalollI,IIe блоки 18 и 19 синхронизированы работой генератора импульсов 9 и генератора ступенчатого напряжения 10.

Во втором режиме работа устройства проходит в том же порядке, но с тем отличием, что переключатели 3 и 4 находятся в поло>кении, противоположном показанному на черте>ке, т. е. используются оба входа устройства (Вх. 1 и Вх. 2). В этом случае в дефлекторе света 8 используются две акустооптические ячейки, которые управляются с выходов соответствующих следящих формирователей переменного напряжения 5 и 6, подключающие два переменных напряжения с преобразуемым фазовым сдвигом, и дефлектор света

8, управляемый ими, отклоняет луч соответственно этому фазовому сдвигу.

Вследствие подключения входа управления следящего формирователя переменного напряжения 5 ко входу Вх. 2, напряжение, подаваемое на оба входа, т. е. обе акустооптические ячейки дефлектора света 8, имеет одинаковую амплитуду при различных по амплитуде входных сигналах, что исключает влияние этих неинформативных параметров на работу дефлектора света 8.

Описываемое устройство, по сравнению с известным, имеет более широкие функциональные возможности, так как обеспечивает функциональное преобразование параметров переменных напряжений (амплитуда, фазовый сдвиг), дает возможность получать на двух выходах различные функциональные зависимости (например, одну линейную и одну нелинейную), позволяет легко варьировать этими зависимостями заданием различных опорных напряжений и обеспечивает визуальную индикацию состояния в результате использования промежуточного электронно-оптического преобразователя с пространственным выходом.

Формула изобретения

Устройство для функционального преобразования, содержащее основной запоминающий блок, входы которого соединены с выходами последовательно включенных генератора импульсов и генератора ступенчатого напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства, в него введены формирователь стробирующих импульсов, пзлучатель, два двухполюсных переключателя, первый и второй следящие формирователи переменного напря>кения, дефлектор света, оптический формирователь, ключи, днфференцирующий пороговый элемент, первая группа фотоприемников, электрически связанных одними выводами с выводами соответствующих светодиодов, источник опорных напряжений с двумя группами выводов, вторая группа фотоприемников, оптически связанных с соответствующими светодиодами, и дополнительный запоминающий блок, входы которого соединены со входами основного за546904

Составитель Ю. Козлов

Техред E. Хмелева

Корректоры: Е. Хмелева и О. Тюрина

Редактор Л. Тюрина

Заказ 345/15 Изд.. А 178 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам нзобрстсний и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 поминающего блока, выходы основного и дополнительного запоминающих блоков соединены с соответствующими выходами устройства, первый вход которого через нормально замкнутый контакт первого двухпозиционного переключателя и непосредственно соединен со входами первого следящего формирователя переменного напряжения, выход которого соединен с первым управляющим входом дефлектора света и через последовательно соединенные формирователь стробирующих импульсов, излучатель и оптический формирователь связан с сигнальным входом дефлектора света, второй управляющий вход которого через второй следящий формирователь переменного напряжения и нормально разомкнутый контакт второго двухполюсного переключателя связан со вторым входом устройства, а выход дефлектора света оптически связан с соответствующими фотоприемниками первой группы, подключенными другими выводами к выходу генератора ступенчатого напряжения, входу дифференцирующего порогового элемента и сигнальному входу первого ключа, управляющий вход которого соединен с выходом дифференцирующего порогового элемента, а выход первого ключа связан с третьим входом основного запоминающего блока, третий вход

10 дополнительного запоминающего блока соединен с выходом второго ключа, управляющий вход которого связан с выходом дифференцирующего порогового элемента, сигнальный вход второго ключа соединен с первыми

15 выводами фотоприемников второй группы, вторые выводы которых подключены к первой группе выводов источника опорного напряжения, связанного второй группой выводов с другими выводами светодиодов.