Оптический цифроаналоговый преобразователь Российский патент 2021 года по МПК G02F7/00 

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при создании быстродействующих устройств обработки информации и вычислительной техники.

Известны различные цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), обеспечивающие преобразование двоичного кода в аналоговый сигнал, построенные на основе использования электронных функциональных элементов [У. Титце, К. Шенк. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир, 1982]. Недостатками данных ЦАП являются низкое быстродействие, уменьшающееся с ростом разрядности ЦАП, большая сложность и невозможность цифроаналогового преобразования N-ичных кодов.

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является оптический ЦАП [патент РФ N 2020550, 1990г.], содержащий оптический разветвитель, выполненный в виде набора из N оптических волокон, входы которых являются входами преобразователя. Недостатком данного ЦАП является невозможность цифроаналогового преобразования N-ичных кодов.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи упрощения устройства и реализации цифроаналогового преобразования N-ичных кодов.

Поставленная задача возникает при создании быстродействующих устройств обработки информации в системах управления и связи, обеспечивающих обработку информации в гига- и терагерцовом диапазонах.

Технический результат достигается тем, что в устройство введены оптический сумматор и оптический транспарант, состоящий из (m+1) участков с постоянными функциями пропускания, равными , где i - номер участка , при этом i-м входом оптического транспаранта является вход его i-го участка, i-м выходом - выход i-го участка, а i-м входом N-ичного (m+1)-разрядного оптического ЦАП является i-й вход оптического транспаранта, выходы которого подключены к соответствующим входам оптического сумматора, выход которого является выходом устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема оптического N-ичного (m+1)-разрядного ЦАП.

Оптический ЦАП состоит из оптического транспаранта 1 и оптического сумматора 2. Оптический транспарант 1 состоит из (m+1) участков с постоянными функциями пропускания, равными , где i - номер участка i-м входом оптического транспаранта 1 является вход его i-го участка, i-м выходом - выход i-го участка. Оптический сумматор 2 может быть выполнен в виде фокусирующей линзы (например, голографической), (m+1)-входного оптического объединителя и др.

Входами N-ичного (m+1)-разрядного оптического ЦАП являются соответствующие входы оптического транспаранта 1, выходы которого подключены к соответствующим входам оптического сумматора 2, выход которого является выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

На i-й вход N-ичного (m+1)-разрядного оптического ЦАП - т.е. на i-й вход (i-й участок) оптического транспаранта 1, поступает оптический сигнал с амплитудой усл(овных). ед(иниц), где - значение i -го разряда N-ичного m-разрядного входного кода, подлежащего аналоговому преобразованию (). Т.к. функция пропускания i-го участка оптического транспаранта 1 равна , то на его выходе - т.е. на i-м выходе оптического транспаранта 1, будет сформирован оптический сигнал с амплитудой усл. ед. Оптические сигналы со всех выходов оптического транспаранта 1 поступают на соответствующие входы оптического сумматора 2, на выходе которого формируется оптический сигнал с амплитудой S усл. ед., равной:

т.е. аналоговому выражению входного N-ичного m-разрядного кода

Быстродействие данного оптического ЦАП и возможность его сверхминиатюрного и простого исполнения обеспечивают возможность его широкого использования в системах обработки информации в гига- и терагерцовом диапазонах.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании быстродействующих устройств обработки информации и вычислительной техники. Заявленное изобретение направлено на упрощение устройства и реализации цифроаналогового преобразования N-ичных кодов. Технический результат достигается тем, что в устройство введены оптический сумматор и оптический транспарант, состоящий из (m+1) участков с постоянными функциями пропускания, равными N^i-m, где i - номер участка (i=0, …, m), при этом i-м входом оптического транспаранта является вход его i-го участка, i-м выходом - выход i-го участка, а i-м входом N-ичного (m+1)-разрядного оптического ЦАП является i-й вход оптического транспаранта, выходы которого подключены к соответствующим входам оптического сумматора, выход которого является выходом устройства. 1 ил.

Оптический N-ичный (m+1)-разрядный ЦАП, включающий оптический сумматор и оптический транспарант, состоящий из (m+1) участков с постоянными функциями пропускания, равными , где i - номер участка , при этом i-м входом оптического транспаранта является вход его i-го участка, i-м выходом - выход i-го участка, а i-м входом N-ичного (m+1)-разрядного оптического ЦАП является i-й вход оптического транспаранта, выходы которого подключены к соответствующим входам оптического сумматора, выход которого является выходом устройства.