Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в оптических запоминающих устройствах большой емкости для логической обработки информации и для вычисления арифметических сумм.
Известен оптоэлектронный сумматор, содержащий источник излучения, оптические узлы, управляемые транспаранты, фотоприемные узлы и узел управления. Основными недостатками данного блока являются большие потери света и низкая надежнотсь из-за большого количества (по числу разрядов суммируемых слов) управляемых транспарантов и невозможность выполнения сложения в парафазном коде.
Наиболее близким техническим решением является оптоэлектронный преобразователь для оптического запоминающего устройства, содержащий источник излучения, узел формирования луча, поляризационный светообъединитель, коллимирующий узел, оптически управляемый транспарант, поляризационный управляемый транспарант, узел формирования лучей, поляризационный светоделитель, узел формирования лучей, поляризационный управляемый транспарант, узел формирования лучей, поляризационный светоделитель, призменный отражатель, фокусирующий узел, оптический вентиль, призменный отражатель, фокусирующий узел, переключатель поляризации, коллимирующий узел, узел формирования лучей, призменный отражатель, переключатель поляризации, фокусирующий узел, поляризационный светообъединитель, узел формирования лучей, управляемый многоканальный светопереключатель, узел формирования лучей, телескопичекий узел, управляемый многоканальный светопереключатель, фотоприемный узел и узел управления. Основным недостатком данного преобразователя является невозможность выполнения арифметического сложения.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения арифметического сложения страниц информации.
Указанная цель достигается тем, что в оптоэлектронный страничный преобразователь для оптического запоминающего устройства, содержащий источник излучения, выход которого оптически связан через первый узел формирования луча с первым входом первого поляризационного светообъединителя, второй вход которого является оптическим входом оптоэлектронного страничного преобразователя, выход первого поляризационного светообъединителя через последовательно расположенный первый коллимирующий узел, оптически управляемый транспарант, первый поляризационный управляемый транспарант, второй узел формирования лучей оптически связан с входом первого поляризационного светоделителя, первый выход которого через последовательно расположенные третий узел формирования лучей, второй поляризационный управляемый транспарант и четвертый узел формирования лучей оптически связан с входом второго поляризационного светоделителя, первый выход которого через последовательно располженные первый призменный отражатеь и первый фокусирующий узел оптически связан с первым входом оптического вентиля, второй вход которого через последовательно расположенные второй призменный отражатель, второй фокусирующий узел, первый переключатель поляризации, второй коллимирующий узел оптически связан с вторым выходом второго поляризационного светоделителя, первый выход оптического вентиля связан с входом пятого узла формирования лучей, шестой узел формирования лучей через последовательно расположеные третий призменный отражатель, второй переключатель поляризации и третий фокусирующий узел оптически связан с первым входом второго поляризационного светообъединителя, второй вход которого через последовательно расположенные седьмой узел формирования лучей, первый управляемый многоканальный светопереключатель, телескопичекий узел и второй управляемый многоканальный светопереключатель связан с выходом восьмого узла формирования лучей, выход второго поляризационного светообъединителя оптически связан с вхоом первого фотоприемного узла, узел управления, выходы которого с первого по седьмой подключены соответственно к источнику излучения, оптически управляемому транспаранту, первому и второму поляризационным управляемым транспарантам, первому и второму управляемым многоканальным светопереключателям и первому фотоприемному узлу, первый вход узла управления подключен к выходу первого фотоприемного узла, введены светоделитель, девятый и десятый узлы формирования лучей, третий поляризационный управляемый транспарант, четвертый фокусирующий узел, третий поляризационный светоделитель, второй, третий и четвертый фотоприемные узлы, третий управляемый многоканальный светопереключатель, причем второй выход первого поляризационного светоделителя связан с входом светоделителя, первый выход которого оптически связан с входом восьмого узла формирования лучей, второй выход светоделителя оптически связан через последовательно расположенные девятый узел формирования лучей, третий поляризационный управляемый транспарант, десятый узел формирования лучей, четвертый призменный отражатель и четвертый фокусирующий узел с входом третьего поляризационного светоделителя, первый выход которого оптически связан с входом второго фотоприемного узла, второй выход третьего поляризационного светоделителя оптически связан с входом третьго фотоприемного узла, выход пятого узла формирования лучей через третий управляемый многоканальный светопереключатель связан с входом шестого узла формирования лучей, второй выход оптического вентиля оптически связан с входом четвертого фотоприемного узла, выходы узла управления с восьмого по двенадцатый подключены соответственно к третьему управляемому многоканальному светопереключателю, третьему поляризационному управляемому транспаранту, второму, тертьему и четвертому фотоприемным узлам, входы узла управления с второго по четвертый подключены соответственно к выходам второго, третьего и четвертого фотоприемных узлов.
На фиг. 1 приведена оптическая схема оптоэлектронного страничного преобразователя для оптического запоминающего устройства; на фиг.2 - схема узла управления.
Оптоэлектронный страничный преобразователь (ОЭСП) работает совместно с оптическим запоминающим устройством (ОЗУ) со страничной структурой. Информация на выходе ОЗУ представлена в парафазном коде.
Оптоэлектронный страничный преобразователь содержит источник излучения 1, узел формирования лучей 2, поляризационный светообъединитель 3, коллимирующий узел 4, оптически управляемый транспарант 5, поляризационный управляемый транспарант 6, узел формирования лучей 7, поляризационный светоделитель 8, светоделитель 9, узел формирования лучей 10, поляризационный управляемый транспарант 11, узел формирования лучей 12, призменный отражатель 13, фокусирующий узел 14, поляризационный светоделитель 15, фотоприемные узлы 16, 17, узел формирования лучей 18, управляемый многоканальный светопереключатель 19, телескопический узел 20, управляемый многоканальный светопереключатель 21, узел формирования лучей 22, поляризационный светообъединитель 23, фотоприемный узел 24, узел формирования лучей 25, поляризационный управляемый транспарант 26, узел формирования лучей 27, поляризационный светоделитель 28, призменный отражатель 29, фокусирующий узел 30, оптический вентиль 31, фотоприемный узел 32, коллимирующий узел 33, переключатель поляризации 34, фокусирующий узел 35, призменный отражатель 36, узел формирования лучей 37, управляемый многоканальный светопереключатель 38, узел формирования лучей 39, призменный отражатель 40, переключатель поляризации 41, фокусирующий узел 42 и узел управления 43.
В качестве источника излучения 1 может быть использован лазер.
Узел формирования лучей 2 может быть выполнен в виде объектива.
Поляризационный светообъединитель 3 выполнен в виде поляризационного светообъединительного куба, пропускающего или отражающего световые пучки в зависимости от ориентации их плоскостей поляризации.
Коллимирующий узел 4 выполнен в виде объектива.
Оптически управляемый транспарант 5 отображает изображения выходных информационых страниц ОЗУ и служит для модуляции коллимированного пучка, парарелльного оптической оси преобразователя, который поступает на транспарант 5 от источника излучения 1.
Поляризационный управляемый транспарант 6 предназначен для изменения ориентации плоскости поляризации проходящих световых пучков в соответствии с поданным на него кодом информации. Он переключает на 90оплоскость поляризации световых пучков, проходящих через те ячейки транспаранта, на которые поданы напряжения. Информация на транспаранте 6 отображается в парафазном коде. Поляризационный управляемый транспарант 6 может быть выполнен на основе жидких кристаллов или кристаллов КДР с матричной или индивидуальной адресацией.
Узел формирования лучей 7 может состоять из линзового растра, в задней фокальной плоскости которого установлен колективный объектив, и двух объективов, имеющих общую главную плоскость, расположенную в задней фокальной плоскости коллективного объектива.
Поляризационный светоделитель 8 выполнен в виде поляризационного светоделительного куба, пропускающего или отражающего световые пучки в зависимости от ориентации их плоскостей поляризации.
Светоделитель 9 выполнен в виде светоделительного куба.
Узел формирования лучей 10 состоит из линзового растра, в передней фокальной плоскости которого расположен объектив.
Поляризационный управляемый транспарант 11 аналогичен транспаранту 6, однако информация на транспаранте 11 отображается в простом коде. При этом геометрические размеры ячеек на транспаранте 11 соответствуют геометрическим размерам парафазных ячеек транспаранта 6. Поляризационный управляемый транспарант 11 может быть выполнен на основе жидких кристаллов или кристаллов КДР с матричной или индивидуальной адресацией.
Узел формирования лучей 12 может состоять из линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен объектив.
Призменный отражатель 13 выполнен в виде поворотной призмы.
Фокусирующий узел 14 состоит из двух объективов, имеющих общую главную плоскость.
Поляризационный светоделитель 15 аналогичен светоделителю 8.
Фотоприемные узлы 16, 17 служат для регистрации в простом коде совпадения отображенных в соответствующих ячейках транспарантов 5 и 6 двоичных знаков, например, "0" с "0" и "1" с "1" соответственно. Фотоприемные узлы 16, 17 могут быть выполнены в виде наборных или интегральных фотоприемных матриц.
Узел формирования лучей 18 аналогичен узлу 10.
Управляемый многоканальный светопереключатель 19 предназначен для дискретного смещения световых пучков, за счет которого пучки, отображающие парафазные "1", преобразуются в пучки, отображающие парафазные "0", или наоборот. Светопереключатель 19 может быть выполнен из двулучепреломляющего кристалла (например, исландского шпата) или поляризационных светоделительных кубов, перед входной и после выходной плоскостей которых установлены поляризационные управляемые транспаранты.
Телескопический узел 20 может быть выполнен из линзовых растров.
Управляемый многоканальный светопереключатель 21 аналогичен светопереключателю 19.
Узел формирования лучей 22 аналогичен узлу 7.
Поляризационный светообъединитель 23 аналогичен светообъединителю 3.
Фотоприемный узел 24 служит для считывания инфорамции, представленной в парафазном коде. Фотоприемный узел 24 может быть выполнен в виде наборной или интегральной фотоприемной матрицы.
Узел формирования лучей 25 аналогичен узлу 10.
Поляризационный управляемый транспарант 26 аналогичен транспаранту 11.
Узел формирования лучей 27 аналогичен узлу 12.
Поляризационный светоотделитель 28 аналогичен светоделителю 8.
Призменный отражатель 29 аналогичен отражателю 13.
Фокусирующий узел 30 аналогичен узлу 14.
Оптический вентиль 31 имеет два входа и два выхода и может быть выполнен в виде светоделительного куба.
Фотоприемный узел 32 служит для регистрации в простом коде совпадения отображенных в соответствующих ячейках транспарантов 5 и 6 двоичных знаков: "1" или "0" на транспаранте 5 с "0" или "1" на транспаранте 6. Узел 32 может быть выполнен в виде наборной или интегральной фотоприемной матрицы.
Коллимирующий узел 33 выполнен в виде объектива.
Переключатель поляризации 34 переключает плоскость поляризации проходящих световых пучков на 90о и может быть выполнен на основе жидких кристаллов.
Фокусирующий узел 35 может состоять из объектива.
Призменный отражатель 36 аналогичен отражателю 13.
Узел формирования лучей 37 аналогичен узлу 10.
Управляемый многоканальный светопереключатель 38 аналогичен светопереключателю 19.
Узел формирования лучей 39 аналогичен узлу 12.
Призменный отражатель 40 аналогичен отражателю 13.
Переключатель поляризации 41 аналогичен переключателю 34.
Фокусирующий узел 42 аналогичен узлу 14.
Узел управления 43 обеспечивает работу оптоэлектронного страничного преобразователя в различных режимах. Узел 43 может состоять из генератора синхроимпульсов 44, формирователей управляющих сигналов 45, 46, канала ввода-вывода 47, входного буферного накопителя 48, формирователей управляющих сигналов 49-54, узла разрядных усилителей-формирователей считывания 55, содержащего nК усилителей-формирователей, (где n = 1,2,...p, a p - число слоев в странице информации; К = =1,2,...m, а m - число разрядов в каждом слове); узла ИЛИ 56, содержащего n(K-1) элементов ИЛИ 57; узла ИЛИ 58, содержащего n (K-1) элементов ИЛИ 59; узла формирователей управляющих сигналов 60, содержащего n К формирователей; узла разрядных усилителей-формирователей считывания 61, содержащего n К усилителей-формирователей; узла ИЛИ 62, содержащего n (К-2) элементов ИЛИ 63; узла И 64, содержащего n (К-1) элементов И 64; узла формирователей управляющих сигналов 65, содержащего n К формирователей; узла разрядных усилителей-формирователей считывания 66, содержащего n К усилителей-формирователей; узла ИЛИ 67, содержащего n (К-2) элементов ИЛИ 68; узла И 69, содержащего n (К-1) элементов И 69; узла формирователей управляющих сигналов 70, содержащего n К формирователей; выходного буферного накопителя 72.
В режиме выполнения логических операций оптоэлектронный страничный преобразователь работает следующим образом.
В режиме выполнения сложения по модулю 2 световые пучки, несущие страницу информации, с выхода ОЗУ поступают через поляризационный светообъединитель 3, коллимирующий узел 4 на вход транспаранта 5. По команде генератора 44 формирователь 45 подает управляющие напряжения на транспарант 5 и на нем отображается страница информации, поступившая с выхода ОЗУ. Генератор 44 через формирователь 46 подает сигнал на источник излучения 1, и световой пучок от него через узел формирования луча 2, поляризационный светообъединитель 3, коллимирующий узел 4 освещает транспарант 5 и модулируется им. Этот световой пучок параллелен оптической оси преобразователя.
По команде генератора 44 информация, подлежащая обработке, из канала ввода-вывода 47 передается в накопитель 48. С общего выхода накопителя 48 код информации по сигналу генератора 44 поступает на формирователь 49, с единичного выхода накопителя 48 - на формирователь 60, а с нулевого выхода накопителя 48 - на формирователь 53, которые подают управляющие напряжения соответственно на транспарант 6, светопереключатель 19 и транспарант 26.
Световые пучки, соответствующие отображенной на транспаранте 5 информации, поступают на транспарант 6.
Те ячейки транспаранта 6, в которых отображенные парафазные двоичные знаки по величине совпадают с парафазными двоичными знаками, отображенными на соответствующих ячейках транспаранта 5, переключают плоскость поляризации проходящих световых пучков на 90о.
Поэтому эти световые пучки проходят далее через узел формирования лучей 7, поляризационный светоделитель 8, светоделитель 9, узел формироавния лучей 18 и поступают на светопереключатель 19, который смещает световые пучки, соответствующие отображенным на транспаранте 5 парафазным "1", в положение, в котором они отображают парафазные "0", а остальные пучки пропускает без изменений. Поэтому далее световые пучки проходят через телескопичексий узел 20, светопереключатель 21, узел формирования лучей 22, поляризационный светообъединитель 23 и поступают на фотоприемный узел 24.
Те ячейки транспаранта 6, в которых отображенные парафазные двоичные знаки по величине не совпадают с парафазными двоичными знаками, отображенными на соответствующих ячейках транспаранта 5, пропускают световые пучки без переключения их плоскостей поляризации. Поэтому эти световые пучки проходят далее через узел формирования лучей 7, поляризационный светоделитель 8, узел формирования лучей 25 и поступают на транспарант 26, который переключает плоскость поляризации пучков, соответствующих отображенным на транспаранте 5 парафазным "1" на 90о, а остальные пучки пропускает без изменений. Поэтому далее световые пучки проходят узел формирования лучей 27 и поступают на поляризационный светоделитель 28, котрый разделяет их и направляет по двум каналам (III и IV на фиг.1): пучки, соответствующие отображенным на транспаранте 5 парафазным "0", - в канал III, а пучки, соответствующие отображенным на транспаранте 5 парафазным "1", - в канал IV. В канале IV световые пучки проходят призменный отражатель 29, фокусирующий узел 30 и поступают на вход оптического вентиля 31. В канале III световые пучки проходят коллимирующий узел 33, переключатель поляризации 34, фокусирующий узел 35, призменный отражатель 36 и поступают на другой вход оптического вентиля 31. При этом призменный отражатель 36 установлен таким образом, чтобы световые пучки, прошедшие через него, отображали парафазные "1". Таким образом, на входы оптического вентиля 31 поступают пучки, отображающие только парафазные "1". Далее световые пучки проходят узел формирования лучей 37, светопереключатель 38, узел формирования лучей 39, призменный отражатель 40, переключатель поляризации 41, узел фокусировки лучей 42 и через поляризационный светообъединитель 23 поступают на фотоприемный узел 24.
По команде генератора 44 формирователь 71 подает управляющие напряжения на фотоприемный узел 24, и он считывает информацию, соответствующую сложению по модулю 2. Эта информация поступает в накопитель 72, из которого по сигналу генератора 44 направляется в канал ввода-вывода 47.
В режиме выполнения операции дизъюнкции генератор 44 выдает команду на накопитель 48, по которой напряжение с светопереключателя 19 снимается. В этом случае световые пучки, соответствующие отображенным на транспаранте 5 парафазным "1", проходят через светопереключатель 19 без инверсии и направляется через узел 20, светопереключатель 21, узел 22, поляризационный светообъединитель 23 на фотоприемный узел 24. В остальном преобразователь работает так же, как и при выполнении сложения по модулю 2.
В режиме выполнения преобразователем логической операции конъюнкции генератор 44 выдает команду на накопитель 48, по которой подается напряжение на светопереключатель 38. В этом случае световые пучки, проходящие через светопереключатель 38, инвертируются и отображают парафазные "0".
В остальное преобразователь работет так же, как и при выполнении операции дизъюнкции.
В режиме выполнения операции инверсии входной страницы информации по команде генератора 44 эта страница информации (считанная в ОЗУ) заносится из канала ввода-вывода 47 в накопитель 48. Генератор 44 вырабатывает сигнал, по которому с общего выхода накопителя 48 через формирователь 49 подается напряжение на все рабочие ячейки транспаранта 6. По сигналу генератора 44 код информации с единичного выхода накопителя 48 поступает на формирователь 60, а с нулевого - на формирователь 65. Формирователи 60 и 65 вырабатывают управляющие напряжения, которые подаются соответственно на светопереключатели 19 и 21. Одновременно по командам с генератора 44 напряжения с транспаранта 26 и светопереключателя 38 снимаются.
Световые пучки, соовтетствующие отображенной на транспаранте 5 информации, проходят транспарант 6, узел 7, поляризационный светоделитель 8, светоделитель 9, узел 18 и поступают на светопереключатель 19. Светопереключатель 19 инвертирует парафазные "1" входной страницы информации в парафазные "0". Далее световые пучки, отображающие входную страницу информации, через узел 20 поступают на светопереключатель 21, который инвертирует парафазные "0" только исходной информации в парафазные "1". Инвертированная таким образом страница информации через узел 22, поляризационный светообъединитель 23 проецируется на фотоприемный узел 24 и считывается им.
В режиме выполнения арифметического сложения оптоэлектронный страничный преобразователь работает следующим образом.
Световые пучки, енсущие страницу информации, с выхода ОЗУ поступают через поляризационный светоделитель 3, коллимирующий узел 4 на вход транспаранта 5. По команде генератора 44 формирователь 45 подает управляющие напряжения на транспарант 5, и на нем отображается страница информации, поступившая с выхода ОЗУ. Генератор 44 через формирователь 46 подает сигнал на источник излучения 1, и световой пучок от него через узел формирования луча 2, поляризационный светообъединитель 3, коллимирующий узел 4 освещает транспарант 5 и модулируется им. Этот световой пучок параллелен оптической оси преобразователя.
По команде генератора 44 информация, подлежащая обработке, из канала ввода-вывода 47 передается в накопитель 48. С общего выхода накопителя 48 код информации по сигналу генератора 44 поступает на формирователь 49, с единичного выхода накопителя 48 - на формирователь 50, а с нулевого выхода накопителя 48 - на формирователь 53, которые подают управляющие напряжения соответственно на транспаранты 6, 11 и 26.
Световые пучки, соответствующие отображенной на транспаранте 5 информации, поступают на транспарант 6.
Те ячейки транспаранта 6, в которых отображенные парафазные двоичные знаки по величине совпадают с парафазными двоичными знаками, отображенными на соответствующих ячейках транспаранта 5, переключают плоскость поляризации проходящих световых пучков на 90о. Поэтому эти световые пучки проходят далее через узел формирования лучей 7, поляризационный светоделитель 8 и поступают на светоделитель 9, который направляет их по двум каналам (I и II на фиг.1). В канале 1 световыее пучки проходят узел формирования лучей 10 и поступают на транспарант 11, который переключает плоскость поляризации пучков, соответствующих отображенным на транспаранте 5 парафазным "1",, на 90о, а остальные пучки пропускают без изменений. Поэтому далее световые пучки проходят узел формирования лучей 12, призменный отражатель 13, фокусирующий узел 14 и разделяюся в поляризационном светоделителе 15: пучки, соответствующие отображенным на транспаранте 5 парафазным "0", направляются на фотоприемный узел 16, а пучки, соответствующие отображенным на транспаранте 5 парафазным "1", - на фотоприемный узел 17.
В канале П световые пучки проходят узел формирования лучей 18, светопереключатель 19, телескопический узел 20, светопереключатель 21, узел формирования лучей 22, поляризационный светообъединитель 23 и поступают на фотоприемный узел 24.
Те ячейки транспаранта 6, в которых отображенные парафазные двоичные знаки по величине не совпадают с парафазными двоичными знаками, отображенными на соответсвтующих ячейках транспаранта 5, пропускают световые пучки без переключения их плоскостей поляризации. Поэтому эти световые пучки проходят далее через узел формирования лучей 7, поляризационный светоделитель 8, узел формирования лучей 25 и поступают на транспарант 26, который переключает плоскость поляризации пучков, соответствующих отображенным на транспаранте 5 парафазным "1", на 90о, а остальные пучки пропускает без изменений. Поэтому далее световые пучки проходят узел формирования лучей 27 и поступают на поляризационный светоделитель 28, который разделяет их и направляет по двум каналам (III и IV на фиг.1): пучки, соответствующие отображенным на транспаранте 5 парафазным "0", - в канал III, а пучки, соответствующие отображенным на транспаранте 5 парафазным "1", - в канал IV. В канале IV световые пучки проходят призменный отражатель 29, фокусирующий узел 30 и поступают на вход оптического вентиля 31. В канале III световые пучки проходят коллимирующий узел 33, переключатель поляризации 34, фокусирующий узел 35, призменный отражатель 36 и поступают на другой вход оптического вентиля 31. При этом призменный отражатель 36 установлен таким образом, чтобы световые пучки, прошедшие через него, отображали парафазные "1". Таким образом, на входы оптического вентиля 31 поступают пучки, отображающие только парафазные "1".
Оптический вентиль направляет их по двум каналам (V и VI на фиг.1). В канале V световые пучки проходят узел формирования лучей 37, светопереключатель 38, узел формирования лучей 39, призменный отражатель 40, переключатель поляризации 41, фокусирующий узел 42 и через поляризационный светообъединитель 23 поступают на фотоприемный узел 24. В канале VI световые пучки непосредственно попадают на фотоприемный узел 32.
По командам генератора 44 формирователи 51, 52 и 54 подают управляющие напряжения соответственно на фотоприемные узлы 16, 17 и 32, и они считывают информацию: фотоприемный узел 16 - информацию, в которой соответствующие разряды обоих слагаемых равны 0; фотоприемный узел 17 - в которой соответствующие разряды обоих слагаемых равны 1; фотоприемный узел 32 - в которой соответствующие разряды не равны по величине. Эта информация в "простом" коде поступает в узел 43 соответственно на усилители 55, 61 и 66.
Фотоприемные узлы 16, 17 и 32 через узел 43 управляют работой светопереключателей 19, 21 и 38, т.е., например, если в соответствии с кодами информации, считанными фотоприемными узлами 16, 17 и 32, на определенные ячейки светопереключателей 19, 21 и 38 подаются напряжения, то эти ячейки инвертируют проходящие через них оптические сигналы.
Фотоприемный узел 24 по сигналу генератора 44 считывает информацию, соответствующую сумме двух страниц в парафазном коде, и направляет ее в канал ввода-вывода 47.
Рассмотрим подробнее работу преобразователя на примере арифметического сложения двух n-ых слов (слагаемых) страниц информации, отображенных соответственно на транспаранте 5 (первое слагаемое) и транспаранте 6 (втрое слагаемое). При этом предположим, что в этих словах число разрядов К = 24.
П р и м е р: 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 _______________________________________________________________ 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0
Здесь в первой строке проставлены номера разрядов, во второй и третьей строках - соответственно первое и второе слагаемые, в четвертой строке - сумма. Слагаемые и сумма представлены в "простом" коде. При этом каждому разряду слова соответствует усилитель-формирователь из узлов 55, 61 и 66.
Сигнал с первого усилителя-формирователя узла 55 поступает на первый формирователь узла 60 и инвертирует оптический сигнал парафазной "1", проходящий через соответствующую ячейку светопереключателя 19, в парафазный "0". В первом разряде суммы будет парафазный "0". Одновременно этот сигнал с узла 55 поступает на первые элементы ИЛИ 57 и 59 и запрещает инвертирование оптического сигнала, соответствующего второму разряду; поэтому в этом разряде суммы - парафазная "1".
С третьего усилителя-формирователя узла 66 сигнал поступает на второй элемент И узла И 69, на второй вход которого поступает сигнал с первого элемента ИЛИ 68, т.к. на него подается напряжение с второго усилителя-формирователя узла 55 и отсутствует исгнал на запрещающем входе. Поэтому третий формирователь узла 70 подает напряжение на соответствующую ячейку светопереключателя 38 и она инвертирует проходящий оптический сигнал парафазной "1" в парафазный "0". Таким образом, в третьем разряде суммы будет парафазный "0".
Напряжение с четвертого усилителя-формирователя узла 66 подается на третий элемент И узла И 69, на второй вход которого поступает сигнал с второго элемента ИЛИ 68, т.к. на него поступает сигнал с первого элемента ИЛИ 68 и отсутствует напряжение на запрещающем входе. Поэтому четвертый формирователь узла 70 подает напряжение на соответствующую ячейку светопереключателя 38, и она инвертирует проходящий оптический сигнал парафазной "1" в парафазный "0". В четвертом разряде суммы - парафазный "0".
Сигнал с пятого усилителя-формирователя узла 55 подается на пятый формирователь узла 60, однако с четвертого усилителя-формирователя узла 66 поступает сигнал на чертвертый элемент ИЛИ 59 (на запрещающем входе сигнал отсутствует), который запрещает прохождение сигналов на пятый формирователь узла 60. Поэтому в пятом разряде суммы - парафазная "1".
С шестого усилителя-формирователя узла 55 напряжение подается на шестой формирователь узла 60, однако с пятого усилителя-формирователя узла 55 поступает сигнал на пятый элемент ИЛИ 59 (на запрещающем его входе сигнал отсутствует), который запрещает прохождение сигналов на шестой формирователь узла 60. В шестом разряде суммы - парафазная "1".
Напряжение с седьмого усилителя-формирователя узла 66 подается на шестой элемент И узла И 69, на второй вход которого поступает сигнал с пятого элемента ИЛИ 68, т.к. на него поступают сигналы с шестого усилителя-формирователя узла 55 и четвертого элемента ИЛИ 68, а напряжение на запрещающем входе отсутствует. Поэтому седьмой формирователь узла 70 подает напряжение на соответствующую ячейку светопереключателя 38, и она инвертирует проходящий оптический сигнал парафазной "1" в парафазный "0". В седьмом разряде суммы - парафазный "0".
С восьмого усилителя-формирователя узла 66 подается напряжение на седьмой элемент И узла И 69, на второй вход которого поступает сигнал шестого элемента ИЛИ 68, т.к. на него поступает сигнал с пятого элемента ИЛИ 68, а напряжение на запрещающем входе отсутствует. Восьмой формирователь узла 70 подает напряжение на соответствующую ячейку светопереключателя 38, и она инвертирует проходящий оптический сигнал парафазной "1" в парафазный "0". В восьмом разряде суммы - парафазный "0".
Сигнал с девятого усилителя-формирователя узла 55 подается на девятый формирователь узла 60, однако с восьмого усилителя-формирователя узла 66 поступает сигнал на восьмой элемент ИЛИ 59 (на запрещающем входе сигнал отсутствует), который запрещает прохождение сигналов на девятый формирователь узла 60. Поэтому в девятом разряде суммы - парафазная "1".
С десятого усилителя-формирователя узла 66 напряжение подается на девятый элемент И узла И 69, на второй вход которого поступает сигнал с восьмого элемента ИЛИ 68, т.к. на него поступает сигнал с девятого усилителя-формирователя узла 55, а напряжение на запрещающем входе отсутствует. Поэтому десятый формирователь узла 70 подает напряжение на соответствующую ячейку светопереключателя 38, и она инвертирует проходящий оптический сигнал парафазной "1" в парафазный "0". В десятом разряде суммы - парафазный "0".
С одиннадцатого усилителя-формирователя узла 66 напряжение подается на десятый элемент И узла И 69, на второй вход которого поступает сигнал девятого элемента ИЛИ 68, т.к. на него поступает сигнал с восьмого элемента ИЛИ 68, а напряжение на запрещающем входе отсутствует. Одиннадцатый формирователь узла 70 подает напряжение на соответствующую ячейку светопереключателя 38, и она инвертирует проходящий оптический сигнал парафазной "1" в парафазный "0". В восьмом разряде суммы - парафазный "0".
В двенадцатом разряде узел 43 работает так же, как и в одиннадцатом. Поэтому в двенадцатом разряде суммы - парафазный "0".
Сигнал с тринадцатого усилителя-формирователя узла 61 подается на двенадцатый элемет И узла И 64, на второй вход которого поступает сигнал с одиннадцатого элемента ИЛИ 63, т.к. на него подается напряжение с шестого усилителя-формирователя узла 55 через пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы ИЛИ 63, а сигнал на запрещающем входе отсутствует. Тринадцатый формирователь узла 65 подает напряжение на соответствующую ячейку светопереключателя 38, и она инвертирует проходящий оптический сигнал парафазного "0" в парафазную "1". В тринадцатом разряде суммы - парафазная "1".
С четырнадцатого усилителя-формирователя узла 61 напряжение подается на тринадцатый элемент И узла И 64, а на втором его входе сигнал остутствует, т. к. на двенадцатый элемент ИЛИ 63 подается запрещающий сигнал с тринадцатого усилителя-формирователя узла 61. Поэтому напряжение на четырнадцатый формирователь узла 65 не поступает, и в четырнадцатом разряде суммы - парафазный "0".
Напряжение с пятнадцатого усилителя-формирователя узла 66 поступает на четырнадцатый элемент И узла И 69, а на втором его входе сигнал отсутствует, т. к. на тринадцатый элемент ИЛИ 68 подается запрещающий сигнал с четырнадцатого усилителя-формирователя узла 61. Поэтому напряжение на пятнадцатый формирователь узла 70 не поступает, и в пятнадцатом разряде суммы - парафазная "1".
С шестнадцатого усилителя-формирователя узла 55 сигнал поступает на шестнадцатый формирователь узла 60. На пятнадцатый элемент ИЛИ 57 поступает через четырнадцатый элемент ИЛИ 57 сигнал с четырнадцатого усилителя-формирователя узла 61, который запрещает прохождение сигналов через пятнадцатый элемент ИЛИ 59. Поэтому на запрещающем входе шестнадцатого формирователя узла 60 сигнал отсутствует, и соответствующая ячейка светопереключателя 19 инвертирует проходящий оптический сигнал парафазной "1" в парафазный "0". В шестнадцатом разряде суммы - парафазный "0".
Сигнал с семнадцатого усилителя-формирователя узла 61 поступает на шестнадцатый элемент И узла И 64, на второй вход которого подается сигнал с пятнадцатого элемента ИЛИ 63, т.к. на него подается напряжение с шестнадцатого усилителя-формирователя узла 55, а сигнал на запрещающем входе отсутствует. Семнадцатый формирователь узла 65 подает напряжение на соответствующую ячейку светопереключателя 21, и она инвертирует проходящий оптический сигнал парафазного "0" в парафазную "1". В семнадцатом разряде суммы - парафазная "1".
С восемнадцатого усилителя-формирователя узла 61 напряжение подается на семнадцатый элемент И узла И 64, а на втором его входе сигнал отсутствует, т. к. на шестнадцатый элемент ИЛИ 63 подается запрещающий сигнал с семнадцатого усилителя-формирователя узла 61. Поэтому напряжение на восемнадцатом формирователе узла 65 остутствует, и в восемнадцатом разряде суммы - парафазный "0".
Напряжение с девятнадцатого усилителя-формирователя узла 66 подается на восемнадцатый элемент И узла И 69, а на втором его входе сигнал отсутствует, т. к. на семнадцатый элемент ИЛИ 68 поступает запрещающий сигнал с восемнадцатого усилителя-формирователя узла 61. Поэтому напряжение на девятнадцатый формирователь узла 70 не поступает, и в девятнадцатом разряде суммы - парафазная "1".
Сигнал с двадцатого усилителя-формирователя узла 61 поступает на девятнадцатый элемент И узла И 64, на второй вход которого сигнал с восемнадцатого элемента ИЛИ 63 не поступает. Поэтому напряжение на двенадцатом формирователе узла 65 отсутствует, и в двадцатом разряде суммы - парафазный "0".
С двадцать первого усилителя-формирователя узла 61 напряжение подается на двадцатый элемент И узла И 64. На втором его входе сигнал отсутствует, т.к. на девятнадцатый элемент ИЛИ 63 подается запрещающий сигнал с двадцатого усилителя-формирователя узла 61. Напряжение на двадцать первом формирователе узла 65 отсутствует, и в двадцать первом разряде суммы - парафазный "0".
Напряжение с двадцать второго усилителя-формирователя узла 55 подается на двадцать второй формирователь узла 60. На двадцать первый элемет ИЛИ 57 поступает сигнал с двадцать первого усилителя-формирователя узла 61, который запрещает прохождение сигналов через двадцать первый элемент ИЛИ 59. Поэтому на запрещающем входе двадцать второго формирователя узла 60 сигнал отсутствует, и соответствующая ячейка светопереключателя 19 инвертирует проходящий оптический сигнал парафазной "1" в парафазный "0". В двадцать втром разряде суммы - парафазный "0".
Сигнал с двадцать третьего усилителя-формирователя узла 61 подается на двадцать второй элемент И узла И 64. На двадцать первый элемент ИЛИ 63 поступает сигнал с двадцать второго усилителя-формирователя узла 55, который проходит на второй вход двадцать второго элемента И узла И 64, т.к. на запрещающем входе двадцать первого элемента ИЛИ сигнал отсутствует. Двадцать третий формирователь узла 65 подает напряжение на соответствующую ячейку светопереключателя 21, и она инвертирует проходящий оптический сигнал парафазного "0" в парафазную "1". В двадцать третьем разряде суммы - парафазная "1".
С двадцать четвертого усилителя-формирователя узла 61 напряжение подается на двадцать третий элемент И узла И 64, на второй вход которого сигнал не поступает, т.к. на двадцать второй элемент ИЛИ 63 поступает запрещающий сигнал с двадцать третьего усилителя-формирователя узла 61. Поэтому напряжение на двадцать четвертом формирователе узла 65 отсутствует, и в двадцать четвертом разряде суммы - парафазный "0".
Аналогично производится сложение остальных слов страниц информации. При этом для единицы переноса из старшего разряда суммы в данном блоке предусмотрена дополнительная ячейка.
Использование предлагаемого оптоэлектронного страничного преобразователя в составе оптического запроминающего устройства позволит расширить ему по сравнению с прототипом функциональные возможности по обработке хранимой в ОЗУ информации за счет вычисления арифметических сумм. Предлагаемый преобразователь может быть создан на современной элементной базе оптоэлектроники.
ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ СТРАНИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, содержащий источник излучения, выход которого оптически связан через первый узел формирования луча с первым входом первого поляризационного светообъединителя, второй вход которого является оптическим входом оптоэлектронного страничного преобразователя, выход первого поляризационного светообъединителя через последовательно расположенные первый коллимирующий узел, оптически управляемый транспарант, первый поляризационный управляемый транспарант, второй узел формирования лучей оптически связан с входом первого поляризационного светоделителя, первый выход которого через последовательно расположенные третий узел формирования лучей, второй поляризационный управляемый транспарант и четвертый узел формирования лучей оптически связан с входом второго поляризационного светоделителя, первый выход которого через последовательно расположенные первый призменный отражатель и первый фокусирующий узел оптически связан с первым входом оптического вентиля, второй вход которого через последовательно расположенные второй призменный отражатель, второй фокусирующий узел, первый переключатель поляризации, второй коллимирующий узел оптически связан с вторым выходом второго поляризационного светоделителя, первый выход оптического вентиля связан с входом пятого узла формирования лучей, шестой узел формирования лучей через последовательно расположенные третий призменный отражатель, второй переключатель поляризации и третий фокусирующий узел оптически связан с первым входом второго поляризационного светообъединителя, второй вход которого через последовательно расположенные седьмой узел формирования лучей, первый управляемый многоканальный светопереключатель, телескопический узел и второй управляемый многоканальный светопереключатель связан с выходом восьмого узла формирования лучей, выход второго поляризационного светообъединителя оптически связан с входом первого фотоприемного узла, узел управления, выходы которого с первого по седьмой подключены соответственно к источнику излучения, оптически управляемому транспаранту, первому и второму поляризационным управляемым транспарантам, первому и второму управляемым многоканальным светопереключателям и первому фотоприемному узлу, первый вход узла управления подключен к выходу первого фотоприемного узла, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения арифметического сложения страниц информации, в него введены светоделитель, девятый и десятый узлы формирования лучей, третий поляризационный управляемый транспарант, четвертый фокусирующий узел, третий поляризационный светоделитель, второй, третий и четвертый фотоприемные узлы, третий управляемый многоканальный светопереключатель, причем второй выход первого поляризационного светоделителя связан с входом светоделителя, первый выход которого оптически связан с входом восьмого узла формирования лучей, второй выход светоделителя оптически связан через последовательно расположенные девятый узел формирования лучей, третий поляризационный управляемый транспарант, десятый узел формирования лучей, четвертый призменный отражатель и четвертый фокусирующий узел с входом третьего поляризационного светоделителя, первый выход которого оптически связан с входом второго фотоприемного узла, второй выход третьего поляризационного светоделителя оптически связан с входом третьего фотоприемного узла, выход пятого узла формирования лучей через третий управляемый многоканальный светопереключатель связан с входом шестого узла формирования лучей, второй выход оптического вентиля оптически связан с входом четвертого фотоприемного узла, выходы узла управления с восьмого по двенадцатый подключены соответственно к третьему управляемому многоканальному светопереключателю, третьему поляризационному управляемому транспаранту, второму, третьему и четвертому фотоприемным узлам, входы узла управления с второго по четвертый подключены соответственно к выходам второго, третьего и четвертого фотоприемных узлов.
| Автометрия, 1972, N 6, с.8-13. |
