Оптический цифроаналоговый преобразователь Российский патент 2023 года по МПК G02F7/00 H03M1/66 

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

Известны различные цифро-аналоговые 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 цифро-аналогового преобразования М-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 Y-разветвителей, входы которых являются входами преобразователя. Недостатком данного ЦАП является невозможность цифро-аналогового преобразования М-ичных кодов.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи быстродействующего цифро-аналогового преобразования М-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 N-1 оптических Y-объединителей и N-1 оптических транспарантов с постоянной функцией пропускания, выход i-го оптического Y-объединителя 1_i , i=1,2, …, N-2, через (i+1)-й оптический транспарант подключен к первому входу (i+1)-го оптического Y-объединителя, второй вход которого является входом (i+2)-го разряда устройства, при этом вход первого разряда подключен через первый оптический транспарант к первому входу первого оптического Y-объединителя, второй вход которого является входом второго разряда устройства, а выход (N-1)-го оптического Y-объединителя является выходом устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема оптического М-ичного N-разрядного ЦАП.

Оптический ЦАП состоит из N-1 оптических Y-объединителей 1₁,1₂, …, 1_N-1 и N-1 оптических транспарантов 2₁,2₂, …,2_N-1 с одинаковой для всех постоянной функцией пропускания, равной М ^-1. Выход i-го оптического Y-объединителя 1_i , i=1,2, …, N-2, через (i+1)-й оптический транспарант 2_i+1 подключен к первому входу (i+1)-го оптического Y-объединителя 1_i+1, второй вход которого является входом (i+2)-го разряда оптического ЦАП. При этом вход первого разряда оптического ЦАП подключен через первый оптический транспарант 2₁ к первому входу первого оптического Y-объединителя 1₁, второй вход которого является входом второго разряда устройства, а выход (N-1)-го оптического Y-объединителя 1_N-1 является выходом оптического ЦАП.

Устройство работает следующим образом.

На первый вход М-ичного N-разрядного оптического ЦАП поступает оптический сигнал с амплитудой усл(овных) ед(иниц), который далее через первый оптический транспарант 2₁ поступает на первый вход оптического Y-объединителя 1₁ ( - значение первого разряда М-ичного N -разрядного входного кода , подлежащего аналоговому преобразованию ()).

На (i+1)-й вход М-ичного N-разрядного оптического ЦАП - т.е. на второй вход оптического Y-объединителя 1_i, поступает оптический сигнал с амплитудой усл. ед., где - значение (i+1)-го разряда М-ичного N -разрядного входного кода. Т.к. функции пропускания всех оптических транспарантов 2₁,2₂,…,2_N-1 равны , то на выходе устройства амплитуда оптического сигнала, поступившего на i-й вход оптического ЦАП, будет равна усл. ед. Оптические сигналы со всех входов оптического ЦАП поступают на его выход - выход оптического Y-объединителя 1_N-1, на выходе которого формируется оптический сигнал с амплитудой А усл. ед., равной:

т.е. аналоговому выражению входного М-ичного N-разрядного кода Быстродействие данного оптического ЦАП и возможность его интегрально-оптического исполнения обеспечивают возможность его широкого использования в системах обработки информации в гига- и терагерцовом диапазонах.

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при создании быстродействующих устройств обработки информации и вычислительной техники. Оптический цифроаналоговый преобразователь содержит N-1 оптических Y-объединителей и N-1 оптических транспарантов с постоянной функцией пропускания, выход i-го оптического Y-объединителя 1_i, i=1,2,…, N-2, через (i+1)-й оптический транспарант подключен к первому входу (i+1)-го оптического Y-объединителя, второй вход которого является входом (i+2)-го разряда устройства, при этом вход первого разряда подключен через первый оптический транспарант к первому входу первого оптического Y-объединителя, второй вход которого является входом второго разряда устройства, а выход (N-1)-го оптического Y-объединителя является выходом устройства. Технический результат - возможность цифроаналогового преобразования М-ичных кодов. 1 ил.

Оптический М-ичный N-разрядный ЦАП, на j-й вход (j=1,…,N) которого поступает оптический сигнал с амплитудой q_j М^N-1 усл. ед., где q_j - значение j-го разряда М-ичного N-разрядного входного кода, включающий N-1 оптических Y-объединителей и N-1 оптических транспарантов с постоянной функцией пропускания, выход i-го оптического Y-объединителя 1_i, i=1,2,…, N-2, через (i+1)-й оптический транспарант подключен к первому входу (i+1)-го оптического Y-объединителя, второй вход которого является входом (i+2)-го разряда устройства, при этом вход первого разряда подключен через первый оптический транспарант к первому входу первого оптического Y-объединителя, второй вход которого является входом второго разряда устройства, а выход (N-1)-го оптического Y-объединителя является выходом устройства.