Оптоэлектронный модуль Советский патент 1984 года по МПК H03K23/12 

1

е изобретение относится к импульсной технике и может быть использова но в устройствах дискретной автоматики в вычислительных машинах. По основному авт.св. № 947973 известен оптоэлектронный модуль, со держащий в каждом разряде регенеративный оптрон, который включен между первой шиной-питания и общей шиной, и состоящий из источника света, транзистора, первого фотоприемн ка, который включен между базой транзистора и первой шиной питания и оптически связан с источником све та, который включен между коллектором транзистора и первой шиной питания, второго и третьего фотоприем ников, общие выводы которых подключены к базе транзистора, а другие выводы - соответственно к первой и второй электрическим входным шинам, второй фотоприемник связан с источником света предыдугцего разряда, содержащий кроме того вторую шину питания, третью электрическую входную шину, дополнительный источник света, оптоэлектроняый ключ, перекл чатель с двумя группами контактов,и Дополнительный регенеративный оптрои, в коллекторную цепь транзистора усилителя которого включен источ ник света, база транзистора усилителя через первый фотоприемник подключена к первой шине питания, через третий фотоприемник - к второй шине питания, через второй фотоприемник, который связан с дополнитель ным источником света, - к третьей электрической входной шине, которая подключена к переключающему контакту первой группы контактов переключателя, размыкающий контакт которого соединен с первой электрической вхсадной шиной и с эамыкакадим контактом второй группы контактов пере ключателя, замыкающий контакт первой группы контактов переключателя соединен с второй электрической вхо ной шиной и с .размыкающим контактом второй группы контактов переключателя, источник света дополнительного регенеративного оптрона оптически связан со своим третьим фотоприемником и с фотопр иемником оптоэлек ,тронного ключа, первые выводы нагру зочного резистора и фотоприемника которого подключены к второй шине питания, второй вывод фотоприемника оптоэлектронного ключа подключен.че рез резистор к общей шине и непосредственно - к базе транзистора оптоэлектронного ключа, эмиттер которого подключен к общей шине, а колле тор - к второму выводу нагрузочного резистора и к переключакицему контакту второй группы контактов пе реключателя, дополдительный источник света включен между первой шиной питания и общей шиной 1 . Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно позволяет получить результат сложения и вычитания только в единично-поэииионном коде. Цель изобретения - обеспечение возможности представления результата сложения и вычитания не только в единично-позиционном коде, но и в единично-нормальном, т.е. расширение функциональных возможностей. Поставленная иель достигается тем, что в оптоэлектронный модуль введены дополнительный разряд и в оптоэлектронный ключ дополнительный фотоприемник, причем первый вывод дополнительного фотоприемника подключен к второй шине питания, второй вывод - к базе транзистора оптоэлектронного ключа, эмиттер первого транзистора дополнительного разряда подключен к общей шине, база через первый резистор дополнительного разряда подключена к первой шине питания и через фотоприемник дополнительного разряда - к четвертой электрической входной шине, а коллектор через первый источник света, который оптически связан с фбтоприемником дополнительного разряда, подключен к первой шине питания, к которой подключен коллектор второго транзистора дополнительного разряда, база которого через второй резистор дополнительного разряда подключена к коллектору первого транзистора дополнительного разряда, а эмиттер - к переключающему контакту первой группы контактов переключателя и через второй источник света дополнительного разряда, который связан с вторым фотоприемником первогр разряда, - к общей шине. На чертеже представлена структурная схема оптоэлектронного модуля. Оптоэлектронный модуль содержит в каждом разряде 1 1, ,..., 1 И регенеративных оптронов, которые включены между первой шиной 2 питания и общей шиной 3, и состоит из источника 4 света транзистора 5, первого фотоприемника 6, который включен между базой транзистора 5 и первой шиной2 питания и оптически связан с источником 4 света, второго и третьего фотоприемников 7 и 8, бщие выводы которых подключены к базе транзистора 4, а другие вывоы - соответственно к первой и второй электрическим входным шинам 9 и 10, второй фотоприемник 7 связан с источником 4 света предыдущео разряда, а третий фотоприемник 8 - с источником 4 света последующего разряда 1, содержащий кроме того вторую шину 11 питания, третью электрическую входную шину 12, дополнительный источник 13 света, оптоэлектронный ключ 14, переключатель 15 с двумя группами и контактов, и дополнительный регенеративный оптрон 16, в коллекторную иепь транзистора 5 которого включен источник 4 света, база транзистора 5 через первый фотоприемник 6 подключена к первой шине 2 питания, через третий фотоприемник 8 - к второй шине 11 питания, через второй фотрприемник 7, который связан с дополнительным источником 13 света, - к третьей электрической входной шине 12, которая подключена к переключающему контакту 17 первой группы контактов переключателя 15, размыкающий контакт 18 которого соединен с первой электрической входной шиной 9 , и с замыкающим контактом 19 второй группы контактов переключателя 15, замыкающий контакт 20 первой группы контактов переключателя 15 соединен с второй электрической входной шиной 10 и с размыкающим контактом 21 второй группы контактов переключателя 15, источник 4 света дополнительного регенеративного оптрона 16 оптически связан со своим третьим фотоприемником 8 и с фотоприемником 22 оптоэлектронного ключа 14, первые выводы нагрузочного резистора 23 и фотоприемника 22 которого подключены к второй шине питания, второй вывод фотоприемника 22 оптоэлектронного ключа 14 подключен через резистор 24 к общей шине 3 и непосредственно к базе транзистора 25 оптоэлектронного ключа 14, эмиттер которого подключен к общей шине 3, а коллектор - к второму выводу нагрузочГногр резистора 23 и к переключающему контакту 26 второй группы контактов переключателя 15, дополнительный источник 13 света включен между первой шиной 2 питания и общей шиной 3, дополнительный разряд 27, четвертую электрическую входную шину

28и оптоэлектронный ключ 14 - с.дополнительным фотоприемником 29 с . оптическим входом 30, причем первый вывод дополнительного фотоприемнйка

29подключен к второй шине 11 питания, второй вывод - к базе транзистора 25 оптоэлектронного ключа 14, эмиттер первого транзистора 31 дополнительного разряда 27 подключен к общей шине 3, база его через первый реэистор 32 дополнительного разряда подключена к первой шине 2 питния и через фотоприемник 33 дополнительного разряда - к четвертой электрической входной шине 28, коллекто первого транзистора 31 дополнительнего разряда 27 через свой первый источний 34 света, который оптичес- , ки связан с фотоприемником 33 допол;iK. гельного разряда, подключен к первой тине 2 питания, к которой подключен коллектор второго транзистора 35 дополнительного разряда 27, база которого через второй резистор 36 дополнительного разряда подключена к коллектору первого транзистора 31 дополнительного разряда 27, а эмиттер - к переключающему контакту 17 первой группы контактов переключателя 15 непосредственно и через второй источник 37 света дополни тельного разряда, который связан с вторым фотоприемником первого разряда, - к общей шине 3.

Устройство работает следующим образом.

В режиме Суммирование переключатель 15 ставится в такое положение, что замыкаются контакты 17 и 18, 21 и 26, на шину 28 подают отрицательный потенциал. При этом в начальный момент времени транзистор 31 дополнительного разряда 27 открывается, срабатывает оптическая отрицательная связь с источника 34 света на фотоприемник 33, на базу транзистора 31 поступает отрицательный потенциал и, следовательно, транзистор 31 закрывается, источник света 34 гаснет, с коллектора транзистора 31 снимается высокий уровень положительного потенциала, источник света 31 зажигается, а с эмиттера транзистора 35 снимается высокий уровень положительного потенциала, поступающий на третью электрическую входную шину 12, возбуждается первый разряд 1, так как его фотоприемник 7 поступает оптический сигнал с источника 37 света, а на третью электрическую входную шину 12 и шину 9 модуля поступает потенциал положительной полярности, при этом сопротивление фотоприемника 7 падает, базовый ток транзистора 5 первого разряда увеличивается, вызывая увеличение его коллекторного тока, источник 4 света зажигается, срабатывает оптическая

0 положительная обратная связь, сопротивление фотоприемника 6 падает и первый разряд поддерживается в возбужденном состоянии. Причем возбузкдение второго разряда ., в первом такте не происходит, так как Гсшюние источника 34 света в первом такте соответствует тому, что снимаются оптические отрицательные обратные связи, сопротивление фотоприем0ника 38 повышается и на базу транзистора 31 дополнительного разряда 27 поступает потенциал положительной полярности, открывая его; следовательно, с коллектора транзистора 31 снимается низкий уровень положитель5ного потенциала, с эмиттера транзис тора 35 - низкий уровень положитель ного потенциала соответственно, источник 37 света гаснет, а следовательно, на шинах 12 и 9 модуля поступает низкий уровень положительно го потенциала, запрещая дальнейшую запись информации в данном такте, в первом такте происходит также возбуждение дополнительного регенеративного оптрона 16, срабатывает оптоэлектронный ключ 14, с коллектора транзистора 25 которого снимается низкий уровень отрицательного потен циала. Во втором такте возбуждение исто ника 34 света соответствует тому, что срабатывает оптическая отрицательная обратная связь, на базу транзистора 31 поступает потенциал отрицательной полярности, закрывая его, а следовательно, с эмиттерного повторителя, собранного на транзисторе 35 и источнике 37 света, снима ется высокий уровень положительного потенциала, поступающий на шины 12 9, а поскольку первый разряд находится в возбужденном состоянии, то происходит возбуждение второго разряда , причем в возбужденном состоянии остается дополнительный регенеративный опхрон 16, так как в паузе между возбуждением первого и второго разрядов 1 1 и доп.олнительный регенеративный оптрон 16 не успевает обнуляться, а с коллектора тран:зистора 25 оптоэлектронного ключа 14 снимается низкий уровен отрицательного потенциала, запрещая обнуление разрядов во время записи информации в модуль. Причем для того, чтобы дополнительный регенеративный оптрон 16 не успевал обнулиться во время записи информации в модуль, время включения дополнитель ного разряда 27 должно быть меньше, чем время обнуления дополнительного регенеративного оптрона 16. Дальнейшая запись информации в модуль соответствует последовательному включению и выключению дополни тельного разряда 27.и возбуждению А-го, 1 +1-ГО и т.д. разрядов, при этом обнуление , -го и т.д. разрядов не происходит, поскольку п записи информапии в модуль с коллек тора транзистора 25 оптоэлектронного ключа 14 снимается также низкий уровень отрицательного потенциала, который поступает на шину 10. После завершения записи информации в мот дуль на шину 12 модуля поступает низкий уровень положительного потен циала, срабатывает оптическая отрип телъная обратная связь с источника 4 света на фатоприемник 8 дополнительного регенеративного оптрона 16, его транзистор 5 закрывается, а сам оптрон 16 обнуляется, пе{)еключается оптоэлектронный ключ 14 и с коллектора его транзистора 25 снимается высокий уровень отрицательного потенциала, при этом происходит обнуление всех разрядов модуля, кроме его последнего разряда, в котором была записана единица информации, так как оптический сигнал поступает на третий фотоприемник 8 i -1-го разряда с оптического выхода i -го разряда, а на третий фотоприемник 8 последнего разряда, в котором записана единица информации, оптический сигнал не поступает, поэтому он и остается в возбужденном состоянии. Если необходимо остановить поступление входной информации, потенциал отрицательной полярности на шину 28не подается, при этом транзистор 31 дополнительного разряда 27 открывается, а с эмиттера транзистора 35 снимается низкий уровень положительного потенциала, запрещающий дальнейшую запись информации в моДУль. Таким образом, в данном режиме оптозлектронный модуль во время записи информации работает в единичнонормальном коде, а конец записи информации в модуль соответствует преобразованию его в эквивалентный ему единично-позиционный код. Причем, если необходимо производить запись информации и индикацию результата сложения в единично-нормальном коде, на оптический вход 30 фотоприемника 29оптоэлектронного ключа 14 подается оптический сигнал. Тогда в независимости от того, происходит ли запись информации в модуль или запись информации завершена, транзистор 25 оптоэлектронного ключа 14 остается в открытом состоянии и, следовательно, с его коллектора снимается низкий уровень отрицательно-го потенциала, запрещаквдий обнуление разрядов модуля как во время записи информации, так и при завершении записи информации. В режиме Вычитание переключатель 15 переводится в такое положение, при котором замыкаются контакты 17 и 20, 19 и 26; на шину 28 подается потенциал отрицательной полярности. При этом периодически срабатывает дополнительный разряд 27, и если +1-ЫЙ разряд модуля находится в возбужденном состоянии, то последовательно возбуждается i -и, i-1-й и т.д. разряды. После завершения записи информации происходит обнуление всех разрядов модуля, аналогично режиму Суммирование, в котором была записана единица информации.

Таким образом, при записи информаиии в модуль он работает в единично-нормальном коде, а при завершении записи информации преобразуется в соответствующий единично-позиционный код. Причем, если необходимо производить эапи информации и индикацию результата вычитания в единично-нормальном коде, на оптический вход 30 фотоприемника 29 оптоэлектронного ключа 14 подается опти ческий сигнал и с коллектора транзистора 25 снимается низкий уровень отрицательного потенциала, запрещающий обнуление разрядов модуля как во время записи информации, тдк и при завершении записи информации.

Если время включения дополнительного разряда больше времени обнуления дополнительного регенеративного оптрона(д,, j.JJpg f j, то оптоэлектро ный модуль работает в единично-позиционном коде, причем коммутация режима Суммирование и Вычитание происходит аналогичным способом.

При подаче потенциала отрицатель ной полярности на шину 28 происходит периодическое срабатывание дополнительного разряда 21 к последовательно возбуждается t-и разряд и обнуляется i-1-й разряд модуля, причем дополнительный регенеративный оптрон 16 в I-м такте во время включения дополнительного разряда

27 обнуляется, так как-.- „, переключая оптоэлектронный ключ 14, с выхода коллектора транзистора 25 которого снимается высокий уровень отрицательного потенциала и создаются условия для обнуления л -1-го разряда.

В режиме Вычитание, если +1-й разряд модуля находился в возбужденном состоянии, то при подаче потенциала отрицательной полярности на шину 28 происходит периодическое срабатывание дополнительного разряда 27, при этом возбуждаетсяi -и разряд и дополнительный регенеративный оптрон .16, причем во время включения дополнительного разряда 27 происходит обнуление дополнительного регенеративного оптрона 16, посколь У в длт оьн. f6 переключая оптоэлектронный ключ 14, с коллектора транзистора 25 которого снимается высокий уровень отрицательного потенииала и создаются условия для обнуления 1 +1-ГО разряда.

Технико-экономический эффект от применения устройства заключается в- расширении его функциональных возможностей, поскольку оно обеспечивает представление результата сложени или вычитания как в единично-позиционном, так и в единично-нормально кодах.

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ МОДУЛЬ по . авт.св. № 947973, о т лич ающ и и с я тем, что, с иелью расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительный разряд и в оптоэлектронный ключ дополнительный фотоприемник, причем первый вывод дополнительного фотоприемника подключен к в.торой шине питания,второй вывод - к базе транзистора оптоэлёктронного ключа, эмиттер первого транзистора дополнительного разряда подключен к общей шине, база через первый резистор дополнительного разряда подключена к первой шине питания и через фотоприемник дополнительного -разряда - к четвертой электрической входной шине, а коллектор через первый источник света дополнительного разряда, который оптически связан с фотоприемником дополнительного разряда, подключен к первой шине питания, к которой подключен коллектор второго транзистора дополнительного разряда, база которого через второй резистор дополнительного разряда подключена к коллектору первого транзистора дополнительного разряда, а эмиттер - к переключающему g контакту первой группы контактов пеК/) реключателя и через второй источник света дополнительного разряда, который связан с вторым фотоприемником первого разряда, - к общей шине.