Кольцевой счетчик импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K23/12 

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в различных устройствах автоматики и вычислительной техники. Известно пересчетное устройство, содержащее фототйристоры, резисторы светодиоды 1 J.: Недостатком его является сложност Известен также суммируиэщий счетчик, содержащий триггерные ячейки на ламбда-диоде с фоточувствительным нагрузочным элементом и жидкокристаллическом затворе С23Недостатком его являются ограниченные функциональные возможности, так как счетчик способен работать только в-режиме суммирования импулы сов. ., ,..; ; .. ,. Цель изобретения - расширение фун циональных возможностей, т.е. обёспечение возможности работы в режиме вычитания наряду с режимом сумм рования. : : .,.: , : : .- , Поставленная цель достигается тем что в кольцевой счетчик импульсов, содержащий первый оптический вхйд и триггерные ячейки, в каждой из которых первые выводы нагрузочного фоточувствительного элемента,. ламбда диода и первогб жидкокристаллическог затвора подключены к электрическому выходу ячейки, второй вывод лямбдадиода подключен к общей шине, вторые выводы нагрузочного фоточувствительного элемента и Лервсэго жидкокристаллического затвора подключены к шине питания, причем первый оптический вход связан с нагрузочным фоточувствительным элементом последующей триггерной ячейки через первый жидко кристаллический . затвор предыдущей трйггерной ячейки, дополнительно вве дены второй оптический вход, электронный ключ, который подключен парал лельно нагрузочному фоточувствительн му элементу первой триггерной ячейки, и в каждую ячейку - второй жидкокристаллический затвор, который подключен параллельно,первому, и дог1олнйтельный фоточувствительный элемент , который подключен параллельно лаг да-диодуI причем второй оптический вход кольцевого счетчика через второй жидкокристаллический затвор каждой ячейки связан с ее дополнительным фоточувствительным элементом и с нагрузочным фоточувствитёльным элементом предыдущей ячейки j а первый оптический вход через первый жид кокристаллическии затвор каждой ячейки с ее дополнительным фоточувствительным элементом. На чертеже изображена схема устройства. Устройство содержит триггерные ячейки 1-1 - V-h, состоящие из ламбдадиодов 2, нагрузочных фоточувствительных элементов 3, дополнительных фоточувствительных элементов 4, первых 5 и вторых 6 жидкокристаллических затворов, электронный ключ 7, первый 8 и второй 9 оптические входы, а также оптические 1 связи 10 и электрические выходы 11-1 - 11-П триггерных ячеек 1-1 - 1-П. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии счетные оптические импульсы на оптических входах 8 и 9 отсутствуют. -При этом вследствие большого сопротивления фотрнувствительных элементов 3 все ячейки 1-1 - 1-п при подаче напряжения питания устанавливаются в устойчивое состояние,соответствующее низкому напряжению на ламбда-диоДах 2 (),T.e. на выходах 11-1-Ibn ячеек 1-1- 1-п имеются логические ну Ли. Каждая ячейка 1-1 - 1-п работает на переключение следующим образом. Если подать оптический импульс на фоточувствительный элемент 3 ячейки, то вследствие уменьшения его сопротивления, рабочая точка ячейки перейдет скачком в Другое устойчивое состояние, соответствующее большому напряжению на ламбда-диоде 2, равному примерно Enj,,(), t.e. на выходе 11-1 ячейки 1-1 появляется логическая единица. Это состояние является устойчиЁым и сохраняется даже при снятии воздействия на фотбчувствительный элемент 3 при этом ток через ламбда-диод практически не протекает. Благодаря известным эффектам в жидких кристаллах первый м второй жидкокристаллические затворы 5 и 6 открываются, т.е. становятся прозрачными для проходящего излучения, если ячейка 1-1 переходит в единичное со- . стояние, так как при этом напряжение на затворах уменьшается практически дО нуля Для обратного переключения ячейки 1-1 из единичного состояния в нулевое необходимо подать оптический импульс на фоточувствительный элемент k ячейки 1-Т«. При этом ламбда-диод 2 J 1 шунтируется, напряжение на нем умень шается до напряжения отсечки , дл Ламбда-диодов и рабочая точка перехо дит в нулевое свое исходное положени т.е. ячейка переключается. Для обеспечения: работы кольцевого счетчика в начальный момент после по дачи питания на него замыкается ключ 7, тем самым переводя первую ячейку 1-1 в единичное состояние, на выходе 11-Т появляется высокий уровень, открываются первый 5 и второй 6 жидкокристаллические затворы. Счетчик готов к работе. При подаче первого.счетного оптического импульса на вход 8 счетчика он проходит через открытый первый жидкокристаллический затвор 5 первой ячейки 1-1 на ее фоточувствительныйэлемент k и на фоточувствительный элемент 3 второй ячейки 1-2. При это первая ячейка Т-1 переключается в ну левое состояние из единичного, а вторая ячейка 1-2 - из нулевого в единичное, после чего через некоторое время, обусловленное инерционностью жидких кристаллов, закры- ва1бтся затворь 5 и 6 первой ячейки 1-1 и открываются затворы 5 и-6 второй ячейки 1-2. Ввиду Torbj что при подаче первого счетного импульса на вход 8 на входе 9 не было импульсов, а также все затворь ячеек,кроме первой, были закрыты, переключения остальных ячеек не происходит. В момент подачи второго импульса на вход 8 счетчика,благодаря открытому затвору 5 ячейки 1-2, последняя переключается с единичного состояния в нулевое,- а ячейка 1-3 в единичное. Таким образом, при подаче импульсов на вход 8 счетчика единичный сиг нал в счетчике сдвигается вправо, (Отображая в единичном позиционном 17 ходе число поступивших импульсов. В исходном состоянии только первая ячейка 1-1 находитс1|1 в единич 1ом состоянии. Такое кодирование нуля необходимо для того, чтобы устранить неоднозначность при этом в любом состоянии счетчика, даже в нулевом, лишь один разряд - ячейка может находиться в единичном состоянии, что значительно упрощает контроль и диагностику работы таких счетчиков. После подачи п импульса сбрасывается ячейка 1-fi и устанавливается в единицу первая 1-1 ячейка, т.е. устанавливается исходное состояние, и счетчик подготовлен для счета по второму циклу. Таким ббразом счётчик работает как кольцевой. Количество ячеек П может бБ1Ть любым и соответствовать основанию cиcteмы счисления. Для сдвига информации влево (для вычитания импульсов) необходимо подавать импульсы на второй оптический вход 9- Работа пpoиcxoдиt аналогично описанному с тем отличием, что сдвиг информации идет в обратную сторонку (влево) Кольцевой счетчик импульсов обладает простотой конструкции большой надежностью, помехозащищенностью, большим диапазоном входных и выходных сигналов (оптические и электрические), и как суммировать, так и вычитать импульсы Изобретение может быть использовано для построения малогабаритных операционных устройств сложения и вычитания оптических импульсов. Если вместо жидкокристаллических затворов использовать модуляторы света из сегнетокерамики{быстродействие составляет несколько десятков наносекунд) , то можно значительно повысить быстродействие таких счетчиков.

КОЛЬЦЕВОЙ СЧЕТЧИК ИНПУЛЬСОВ содержащий первый оптический вход и триггерные ячейки, в каждой из которых первые выводы нагрузочного фого чувствительного элемента, ламбдадиода и первого жидкокристаллическог затвора подключены к электрическому выходу ячейки, второй вывод ламбдадиода подключен к общей шине, вторые выводы нагрузочного фоточувствитель иого элемента и первого жидкокристал лического затвора подключены к шине питания, причем первый оптический вход связан с нагрузочным фотомувствительным элементом последующей триг герной ячейки через первый жидкокристаллический затвор предыдущей триггерной ячейки, отличающ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены второй оптический вход, электронный ключ, который подключен параллельно нагрузочному фоточувствительнр 1у элементу первой триггерной ячейки, ив кйждую ячейку - второй жидкокристаллический затвор, которь1й подключен параллельно первому, и дополнительньгй фоточувствителъный 3(Лемент, который подключен параллельно ламбда диоду, причем второй оптический вход через второй жидкокристаллический затвор каждой ячейки связан с ее дополнительным фоточувствительным элементом и с нагрузочным фоточувствительным элементом предыдущей ячейки, а первый оптический вход через первый жидкокристаллический затвор каждой ячейки - с ее дополнительным фоточувствительным элементом.