Оптоэлектронное устройство для сравнения двоичных чисел

 

<,7346Т2

Союз Советскна

Социалнстнческнк

Республнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

PQ©@

1

1 (61) Дополнительное к ввт. свнл-ву (22) Заявлено 05.10.77 (21) 2534344/18-24 (5() М. К.1.

G 06 F 7/04 с прнсоелнненнем заявки Ж

Гоеударстввнный комитет (23) Приоритет

Ао делан нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 15.05.80 Бв11етень Ж 18 (53 ) УД К 68 1. 325. .66(088.8) Дата опубликования описания 18 05.8Q (72) Авторы изобретения

P. Ф. Иванов, В. Н. Иванов и Т. Д. Денисенко

Кубанский государственный университет (7l) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ

Изобретение относится к области оптоэлектроники, а именно к оптоэлектронным устройствам сравнения и может быть использовано в оптических вычислительных машинах.

Известны устройства цля сравнения двоичных чисел. В одном из известных устройств схема совпадений выполнена в виде оптической схемы. Такое устройство содержит источник плоскополяри1О зованного света, первый фотоприемник и установленные межцу ниь.и тт ячеек с дифференциально управляемой аниэотро пией. Входы управления ячеек связаны с выходами соответствующих разрядов резисторов. После кажцой ячейки уста» новлены параллельные поляризаторы с раздельными выходами поляризованных во взаимно перпендикулярных плоскостях лучей, одни из которых связаны через ячейки с дифференциально управляемой анизотропией с выходом следующего поляризатора, а вторые — с другими фотоприемниками (11. Такое устройство

2 имеет недостаток заключающийся в том, что в нем используется плоскополяризовый свет и происходит его многократное поглощение, что не позволяет сравнивать большие числа.

Другое известное устройство, предназначенное для систем цифрового управления, состоит из нескольких параллельно соединенных цепочек, связанных общей нагрузкой. Каждая цепочка содержит ключевой элемент, на управляющий электрод которого поступает пифровой с«гнал соответствующего разряца кода (21. Такое устройство не имеет оптического входа и выхода и не позволяет поэтому сравнивать двоичные числа, представпенные в оптическом коде.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является оптоэлектронное устройство для сравнения двоичных чисел, содержащее цва источника постоянного напряжения, первые разнополярные выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала, 72 з 7346 ф параллельно включенных ячеек, каждая из которых состоит из первого и второго фотоприемников, соециненных между собой первыми вывоцами, подключенными через первый и второй излучающие светодиоды, соединенные встречнопараллельно, к шине нулевого потенциала, вторые выводы фотоприемников каждой ячейки подключены к соответствующим вторым разнополярным выводам источников постоянного напряжения, а оптические входы первых и вторых.фотоприемников ячеек связаны соответственно с первым и вторым оптическими входами устройства (31. Недостатком такого устройства является его низкая разрядность, обусловленная значительными потерямй света.

Нелью изобретения является увеличение диапазона сравниваемых чисел. о

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит первый и второй фоконы, причем излучаощие светодиоды каждой 1 -ой (=1+ И ) ячейки оптически связаны с соогветствующими фотоприемниками всех ячеек от (ч +1)-ой до ц -ой, а первые и вторые излучающие светоциоды ячеек оптически связаны через соответ 0 ственно первый и второй фоконы с опти-= ческими выходами устройства.

На чертеже дана принципиальная схе-ма оптоэлсктронного устройства для сравнения двоичных чисел, представленных оптическим кодом. Схема приведена для случая, когда сравниваются два кода, содержащие по четыре разряда.

Основу устройства составляют однотипные ячейки, состоящие из двух фотоприемпиков l, 2 и двух излучающих (лазерньпф о светодиодов 3, 4. При этом фотоприемники тодиодов 3, 4. При этом фотоприемники (фоторезисторы) 1 и 2 соединены одни ми электродами в общую точку 5, а другими электродами подключены к разноименным полюсам источников постоянного напряжения E и Е<, которые соединены последовательно, К точке 5 схемы и другим объединенным полюсам тех же источников напряжения подключены лазер- ные светодиоды 3 и 4, причем электроды светодиодов, подключенных к точке 5, имеют противоположную полярность. Аналогично соединены и остальные светодиоды и фоторезисторы, составляющие одно55 типные ячейки, число которых равно числу разрядов сравниваемых чисел. При этом фотоприемники 1 и 2, вкодяшие в рассмотренную ячейку, оптически связаны со cTBpllIHMH разрядами регистров сравниваемых чисел. Оптическая связь между фотоприемниками и светоциоцами осуществляется с помощью световодов

6. Лазерные светодиоды 3, 7, 8 соединены с фотоприемниками 9, 10, 11, входящими в ячейки более младших разрядов, Таким же образом оптически связаны фотоприемники 12, 13, 14 и светодиоды 4, 15, 16. Оптическая связь между фотоприемниками и светодиодами может быть осуществлена непосредственно, без помощи световодов, Выходы схемы образуют фоконы 17 и 18, которые своей широкой частью оптически связаны со светодиодами 3, 7, 8, 19 и 4, 15, 16, 20 соответственна, Схема работает следующим образом, Разность потенциалов между общей точкой 5 и шиной нулевого потенциала

21 рассматриваемой ячейки равна нулю в том, и только в roM случае, когда сопротивления резисторов 1 и 2 равны. Это наблюдается, когда значение сравниваемых разрядов одинаковое, ro есть когда оба фотоприемника 1 и 2 одновременно освещены или це освещены. В BTOM случае светодиоды 3 и 4 данной ячейки не излучают. Если фотоприемник 1 освещен, а 2 — не освещен, то межцу точками 5 и 21 появится разность потенциалов такой полярности, что излучает светодиод 3. При этом через светодиод 4 ток не течет и он не высвечивает, так как его полярность включения является обратной. И, наоборот, при освещении фотоприемника 2 излучает светодиод 4, в то время как светодиод 3 не высвечивает.

Рассмотрим суммарное действие ячеек для случая сравнения. двух кодов, заданнык оптическими сигналамиХ =1, Х =о, Х=1,Х=0 Y=OY 1, y = О, (— 1 соответственно.

Наличие оптического сигнала (Х =11

-Ф в фотоприемнике 1 и отсутствие сигнала (Ч;"О) в фотоприемнике 2 приводит к высвечиванию светодиода 3, в то время как сигнал в светодиоде 4 отсутствует. Оптический сигнал светодиода 3 с помощью световодов 6 передается в фотоприемники младшего разряда 9

l l. Таким образом, фотоприемники, 11 будут освещены, котя оптически» сигналы Х,, Х отсутствуют. Наличи оптического сйгнала (g в фотоирие .и иисточника постоянного напряжения, первые разнополярные выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала, 11 параллельно включенных ячеек, каждая из которых состоит из первого и второго фотоприемников; соединенных между собой первыми выводами, подключенными через первый и второй излучающие светодиоды, соединенные встречно-параллельно, к шине нулевого потенциала, вторые выводы фотоприемников каждой ячейки подключены к соответствующим вторым разнополярным выводам источников постоянного напряжения, а оптические входы первых и вторых фотоприемников ячеек связаны соответственно с первым и вторым оптическими входами устройства, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона сравн иваемых чисел, устромство с one ðæèò первый и второй фоконы, причем излу1 чающие светодиоды каждой 1-ой (1

=1 +И) ячейки оптически связаны с соот» ветствующими фотоприемниками всех

4 ячеек от (1+1)-ой до 11 -ой, а первые и вторые излучающие светодиоды ячеек оптически связаны через соответственно первый и второй фоконы с оптическими выходами устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 436348, кл, 9 06 F 7/04, 1974.

2. Патент Японии М 24306, кл. 97(7) Е43, 1971.

3„Авторское свидетельство СССР по заявке.% 2369969/18-24, кл. G 06 К 9/00, 07.06.76 (прототип).

5 734672 ке 12 приводит к тому, что светодиоды

7 и 15 не излучают. ак как фотоприемник 1 0 регистрирует оптический сигнал (Х =1), а в фотоприемнике 13 оптический сигнал отсутствует ($ = О), то светодиод 8 излучает, в то время как светодиод 16 не излучает. И, наконец, как и во втором случае, отсутствие оптического сигнала (Х =О) в приемни- ° ке 11 и наличие сигнала ((1) в фо- 10

4. топриемнике 14 приводит к тому, что оба светодиода 19 и 20 не высвечивают, так как сигнал Х= 0 компенсируется излучением светодиодов 3. Таким образом, освещение светодиодами фотоприемников 9, 10, 11 приводит к тому, что сигналы в светодиодаx. 44, 16, 15, 20 . отсутствуют независимо от того, осве« щены или не освещены фотоприемники 12, 13, 14. B этом случае на выходе схемы

18 сигнала не наблюдается. Наличие же оптического сигнала на выходе 1 7 ука зывает на то, что двоичное число, представленное кодом Х, Х, Х, Х, больше двоичного числа, представляемого сово« купностью световых сигналов „,,, (. Если оптический сигнал появляется йа выходе 1 8, а на выходе 1 7 не появляется, то это соответствует тому, что двоичное число, изображаемое сигна36 лами $ -, больше числа, изображаемого сигналами Х . Отсутствие сигнала на обоих выходах схемы свидетельствует о равенстве сравниваемых чисел.

Реализация устройства на большее число разрядов не представляет труда.

Формула изобретения

Оптоэлектронное устройство для срав-. нения двоичных чисел, содержащее два

734672

Составитель Ю. Козлов

Техред Н.Ковалева Корректор Ю. Макаренко

Редактор Н. Каменская

3 Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2090/52 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5