Оптоэлектронное множительное устройство

Авторы патента:

G06G9 - Аналоговые вычислительные машины (аналоговые оптические вычислительные устройства G06E 3/00; компьютерные системы, основанные на специфических вычислительных моделях G06N)

f0. С. Манукян, О. В. Зедгинидзе и Т. А. Хаяанашвили (72) Авторы изобретения

Тбилисский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии им. Д. И. Менделеева (71) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ МНОЖИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

Оптоэлектронное множительное устройство относится. к области аналоговой- вычислительной техники и конкретно может быть использовано в виде составной части многофункционального вычислительнбго блока, а также в составе комплекса для предварительной обработки информации и т. д.

Известно оптоэлектронное устройство: в котором используется мостовая схема с источником сигнала и с фотореэистора- .10 ми в двух смежных плечах и мостовая схема с источником другого входного сигнала и источниками света, причем ис точники света - излучающие диоды вклю15 чены в цепь смещения (l j .

Другая известная схема оптоэлектронного множительного устройства также выполнена в виде двух мостовых схем с фотореэисторами, источниками сигналов и источниками света (2).

Недостатками известных устройств следует считать низкую точность выполнения операции, обусловленную нелиней2 костью перецаточной характеристики используемых оптоэлектронных пар. Смещение рабочей точки на линейный участок передаточной характеристики оптронов приводит к существенному сужению цина мического диапазона устройства.

Наиболее близким техническим решееием к данному является оптоэлектронное множительное устройство, содержащее первый фоторезистивный мост, циагонали которого соединены соответственно с первым источником входного сигнала и с выходом устройства, дифференциальный усилитель, оцин иэ входов которого через резистор подключен к второму источнику. вхоцного сигнала, второй фоторезистивный мост, диагонали которого соединены соответственно с источником опорного напряжения и с входами дифференциального усилйтеля, и источники света, связанные оптически с соответствующими дифференциальными. фотор зистлрями первого и второго фоторезистивных мостов, кот 4

Я, - начальные сопрстивФ4ъ ления левой и правой (по схеме) половин фоторезистора 4, оп5 ределяемые начальным световым потоком ф источника света 2, в свою очередь определяемым

10 напряжением смещения U,„ и значениями резисторов 1 1, 12; q, ((- изменение значений

Ф5 и ф сопротивлений левой и правой половины фоторезисторов 3, определяемые изменением светового потока ЬФ.(источника света 1; р" „ - изменение значений ф4 сопротивлений левой

25 и правой половины фоторезистора 4, определяемые изме пением светового потока ЬФ источника света 2.

Выбирая значения резисторов 9-1 2 и из условия равенства начальных сопроl /< тивлений фоторезисторов 3 и 4, RФ=К

Фь Фъ

1 В

= Кф„=%Ф :, а также учитывая йроти вофазность изменения световых потоков

2387

30 (@ фя.=.АФ а следовательно . и соответствующих сопротивлений), обус4О ловленных изменением входного напряже ния и выходного напряжения О„аиффе ренциального усилителя 14 аФ =М (01+0ç) (2) 45 где (3) ц,о =- u (:р" ьФ, где с((., )Ь и аС, )Ь, S5

3 70 рые соединены общей вершиной с шиной нулевого потенциала (3) .

Недостатком такого устройства является его сложность и низкая точность выполнения множительной операции.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение устройства;

Зто достигается тем, что опто(электронное множительное устройство дополнительно содержит резистивный мост, первая диагональ которого через соответст"вующие источники света подключена к " "источййку напряжения смещения, а вто рая диагональ вЂ” к выходу дифференциальйого усилителя и источнику второго входного сигнала.

На чертеже привецена принципиальная схема, устройства.

Устройство содержит источники света

1, 2, дифференциальные фоторезисторы

3, 4, первый фоторезистивный мост на цифференциальных фоторезисторах 3, 4 и резисторах 5, 6, второй фоторезистивный мост на дифференциальных фоторезисторах 3, 4 и резисторах 7,, 8, резистивный мост на резисторах 9, 10, 11, 12, источник напряжения смещения Ц

13, дифференциальный усилитель 14, первый 15 и второй 16 источники вход ных сигналов U и U«источник опор-. ного напряжения U 17, ограничительный резистор 18 и выход устройства 19.

Устройство работает следующим образом.

При наличии входных (Ц<0, 0 40), 3 оиориого ((<оФО1 и с«ее<и<си<его (Ц ф01 напряжений на выходе первого и второго фоторезистивных мостОв устанавливаются напряжения Q>< и О „,равные

l/« оИ Фи Фи/ (Ф< ф<-Л (11 (<иир="и "((иифи о<<Фз1 (0 о< <<фе1) где К„ К 1, - конструктивные по/ стоянные фоторезис тивных мостов;

- начальные сопротив/ьЗ Ф5 ления левой и правой (по схеме), половин фоторезистора 5О

3, определяемые начальным световым потокоМ Ф йсточ-. ника света 1, в рвою очередь определяемым напряжением смещения U „и значениями резисторов

9-1 0;

)(- коэффициент преобразования напряжения в световой поток, получим

Ц,Щ=-К40О (А +Р ) ьФ

- чувствительность половив, фоторезисторов 3, 4.

Поскольку выход первого фоторезистивного моста на элементах 3, 4, 5, б

2387 б ложке), гарантирующее идентичность чувствительностей половин фоторезисторов о{. = о{.", ) .вЂ” (Ъ", (7) примет окончательный виц

Кд

4 о

Оптоэлектронное множительное устройство, содержащее первый фоторезистивный мост, диагонали которого соединены соответственно с первым источником входного сигнала и с выходом устройства, дифференциальный усилитель, один из входов которого через ограничительный реЗистор поцключен к-второму источнику входного сигнала„ второй фоторезистивный мост, циагонали которого соединены соответственнО с источником опорного напряжения и с входами дифференциального усилителя, и источники света, связанные оптически с соответствующими дифференциальными фоторезисторами первого и второго фоторезистивных мостов, которые соецинены общей вершиной с шиной нулевого потенциала, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, оно дополнительно содержит, резистивный мост, первая диагональ которого через соответствующие источники света подключена к источнику напряжения смещения, а вторая диагональ вЂ” к выходу дифференциального усилителя и второму,источнику. входного сигнала.

0„ (Кu YK(Ф))4» 20

4 О (5)

Соотношение (3) для выходного на пряжения второго моста на элементах

3, 4, 7, 8 с учетом (5) примет вид 25 i ."» U U

ВЫХ LIE К А» P U

1 (6)

К„О К 9.. + ) вЂ” -1

У Ку

Легко видеть, что

К д » " 4

+„,, > UU (4 о соответствует операции перемножения входных сигналов Ц„, U . со статичес2 кой погрешностью

4+К 0 TK {d„ +1(31% 4

45 стрейящейся к нулю при соответствующем (К >> ) ) подборе элементов схемы.

Учитывая дифференциальное исполнение фоторезисторов 3, 4 (на одной под5 70 вместе с источником входного сигнала нагружен на усилитель 14, а выход усилителя 14 в свою очередь через резистивный мост на элементах 9, 10, 11, 12 - на источники света 1, 2, управляющие сопротивлениями фоторезисторов 3, 4, то для установившегося состояния полученной компенсационной схемы с учетом (2) и (3) можно записать (U„-иддк„=(о,+к,о (up )ad>jk ц,+ ф (4) где К - коэффициент усиления усили. у теля 14.

Решая (4) относительно ф, получим

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание цри экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 297045, êë. G O6 G 7/16, 1969.

2. Патент ЧССР N 132323, кл. 42 т4 9/00, 42 N 7/16, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР

No 489123, кл. G 06 G 9/00, 1974 (прототип) .

Составитель Ю. Козлов

Редактор С. Равна Техред 3. Фанта Корректор Е. Папп

Заказ 7590/46 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий