Электрооптическая ячейка памяти

 

-. хтт имтттнтно, (":- " ";..;êì

О П И C А Н И Е ()549834

Союз Советских

Саниалистнческих

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.12.74 (21) 2082697/24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.03.77. Бюллетень Nе 9 (45) Дата опубликования описания 24.05.77 (51) М.Кл. G 11 т 11/42

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.327.66 (088.8) (72) Автор изобретения

Г. К. Арутюнов (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА ПАМЯТИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано для оперативного хранения цифро-аналоговой информации.

Известны устройства, оперирующие или только с оптическими, или только с электрическими сигналами.

Развитие оптоэлектроники привело к созданию новых счетно-решающих и логических элементов и устройств, позволяющих оперировать различными комбинациями оптических и электрических сигналов. Кроме того, оптоэлектронные элементы обладают рядом преимуществ по сравнению с электронными, на которых в подавляющем большинстве случаев в настоящее время строятся вычислительные машины. Отметим основные из этих преимуществ: — управляемой средой, кроме электрического и магнитного поля, является оптическая среда; — шкала электромагнитных колебаний может быть доведена до 10" Ги в отличие от

10з Ги,; — взаимодействие в оптическом канале связи отсутствует, в то время как при электрической связи наблюдается сильное кулоновское взаимодействие; — направленность оптической связи единичная в отличие от гальванической, которая равна нулю; — информация передается через светодиоды, вакуум, воздух; — оптические контакты не требуют механической жесткой связи; — многоканальность оптической связи выше в отличие от электрической; — полоса пропускания для оптоэлектронных элементов на порядок выше, чем для !

10 электронных (от 0 до 10 с Гц); — отношение сигнала к шуму ограничено флуктуациями светового потока, которые значительно меньше джонсоновского шума в электрическом канале связи; — степень микроминиатюризации для оптических систем так же высока, как для электрических.

Наиболее близка к предлагаемой электрооптическая ячейка памяти, содержащая фотоэлементы, оптически связанные со светодиодами, ключ, один из управляющих входов которого соединен с шиной управления; выход ключа соединен с выходом ячейки памяти и анодами светодиодов, катоды которых соединены с другим управляющим входом ключа и с шиной нулевого потенциала.

В этой ячейке информация хранится при

30 наличии импульса без учета уровня этого

549834 импульса. Кроме того, данная схема работает только с оптическими сигналами.

Цель изобретения — расширение области применения ячейки памяти.

Предлагаемая ячейка отличается тем, что в нее введены элемент И, усилитель постоянного тока и оптически связанные ячейки Керра, элементы задержки, фильтры и расщепители, оптически связанные со светодиодами и фотоэлементами; один из входов элемента

И соединен с первым входом устройства, другой вход элемента И подключен к шине управления и к одним из входов ячеек Керра, другие входы которых соединены со вторыми входами устройства; выход элемента И подсоединен к управляющим входам фотоэлементов и входу усилителя постоянного тока, выход которого соединен с выходом устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Ячейка памяти содержит ячейки Керра

1, 2, элемент И 8, фотоэлементы 4, 5, входной резистор 6, усилитель постоянного тока

7, светодиоды 8, 9, расщепители 10 — 18, фильтры 14, 15, элементы задержки 16, 17, ключ 18 и блок команды записи 19.

Ячейки Керра 1, 2 и элемент И 8 выполняют функцию квантующих устройств для входных сигналов, причем к ячейкам Керра подводятся входные оптические сигналы

+ Ф,, и — Ф„„ а к элементу. И 8 — входной электрический сигнал U„. Кроме того, к ячейка м Керра и элементу И 8 подводится сигнал с блока команды записи 19, длительность которого регулирует прохождение входных сигналов. С ячеек Керра, через фотоэлементы 4, 5 и с элемента И 8 через резистор 6 входные сигналы поступают на усилитель постоянного тока 7, выход которого, являясь электрическим выходом схемы, в то же время подключен к светодиодам 8, 9 и к ключу 18 (вторые концы светодиодов и ключа связаны с шиной нулевого потенциала). Оптические сигналы излучения светодиодов 8, 9 поступают на расщепители 10, 11 соответственно, откуда одна половина разделенных потоков идет на следующие расщепители 12, 18, а другая через фильтры 14, 15 — на фотоэлементы 5 и 4 соответственно, на оптические выходы схемы и на элементы задержки

16, 17. Далее оптический сигнал с элемента задержки 16 поступает на фотоэлемент 4, а с элемента задержки 17 — на фотоэлемент 5.

На свободные концы фотоэлементов 4 и 5 подводится постоянное напряжение Е, таким образом, что на фотоэлементе 4 оказывается

+Е, а на фотоэлементе 5 — (— Е ).

До выдачи блоком 19 команды на запись происходит оп. .îñ, считывание и списывание ранее записанной информации. Списывание выполняется сигналом с блока 19, поступающим на ключ 18, закорачивающий выход усилителя 7. В результате этого закорачивания гасится световой сигнал светодиодов 8 и 9, что прекращает регенерацию оптических сигналов (выполняемую фотоэлементами в момент отключений ячеек Керра) до поступления следующих входных сигналов.

Продолжительность квантования подбирают равным задержке элементов 16, 17. При наличии входного оптического Ф„,. или электрического U„, сигнала он квантуется на время At, задаваемое блоком команды записи 19.

В случае дискретного сигнала длительность

15 импульса т должна быть т> М; если т((, сигнал не успевает регенерировать, и запись входного сигнала оказывается невозможной.

При входном оптическом сигнале выходной электрический сигнал оказывается прямо

20 ему пропорциональным, а оптическии сигнал — равным ему. При входном электрическом сигнале получается равный, но противоположный по знаку электрический сигнал, оптический же сигнал оказывается прямо про25 порциональным входному электрическому.

Для записи аналоговых сигналов, независимо от их полярности, прежде чем команда на запись поступит с блока 19, с него подводится сигнал на ключ 18, шунтирующий усилитель 7 и обеспечивающий тем самым сброс ранее записанной информации.

Описанная ячейка памяти позволяет запоминать не только электрические сигналы, но и оптические.

Формула изобретения

Электрооптическая ячейка памяти, содержащая фотоэлементы, оптически связанные со светодиодами, ключ, один из управляющих входов которого соединен с шиной управления, выход ключа соединен с выходом ячейки памяти и анодами светодиодов, катоды кото4> рых соединены с другим управляющим вхо<ом ключа и с шиной нулевого потенциала, о тл и ч а ю щ а я ся тем, что, с целью расширения области ее применения, в нее введены элемент И, усилитель постоянного тока и оптически связанные ячейки Керра, элементы задержки, фильтры и расщепители, оптически связанные со светодиодами и фотоэлементами, один из входов элемента И соединен с .первым входом устройства, другой подклю55 чен к шине управления и к одним из входов ячеек Керра, другие входы которых соединены со вторыми входами устройства, выход элемента И подсоединен к управляющим входам фотоэлементов и входу усилителя поьо стоянного тока, выход которого соединен с выходом устройства.

549834

Корректор И. Симкина

Редактор Б. Федотов

Заказ 277/957 Изд. № 470 Тираж 769 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред, «Патент»

Г

Составитель А. Воронина

Техред И. Сметанина