Оптоэлектронный сдвигающий регистр Советский патент 1985 года по МПК G11C19/30 

ФизЛ I Итобретение относится к вг 1Числи тельной технике и может (ч,1ть исполь зовано в цифровых сычислите; ьных устройствах, в устро1 1ствах визуаль ной индикации. По основному авт. св. № 728160 известен оптоэлектронный сдвиг-ающий регистр, содержащий задающий светодиод, тактовые шины и иодключенные к ним оптически связанные меясду соб разрядные ячейки, каждая из которых содержит по две оптронных пары из последовательно соединенных и встре но включенных светодиода и фотодиода, кроме того, первая и вторая оптронные пары каждого разряда включены встречно одна другой и опт чески связаны между собой, а перва оптронная пара первой разрядной ячейки оптически связана с задающим светодиодом ij , Недостатком такого регистра явтяется узкая область его применения из-за невозможности реверсивного сдвига информации. Цель изобретения - расширение об ласти применения за счет выполнения функции реверсивного сдвига. Указанная цель достигается тем, что в каждую разрядную ячейку оптоэлектронного сдвигающего регистра введена третья оптоэлектронная пара состоящая из оптически связанных св тодиода и фотодиода, аноды которых соединены,катод фотодиода соединён с шиной нулевого потенциала, а катод светодиода - с шиной сдвига влево, причем светодиод и фотодиод третьей оптоэлектронной пары каждой разрядной ячейки оптически связаны с фотодиодом второй оптоэлектронной пары данной разрядно яче11ки и светодиодом. второй оптоэлектронной пары последующей разрядной ячейки соответственно. На фиг, 1 изображена схема предл женного оптоэлектронного сдвигающего регистра; на фиг. 2 - временные диаграммы тактового сигнала, оптических импульсов светодиодов и про водимости фотодиодов при сдвиге информации вправо. Оптоэлектронный сдвигающий регистр содержит разрядные ячейки 1, состоящие из первой 2, второй 3 и третьей 4 оптоэлектронных пар, состоящих в свою очередь игз последовательно соединенных, нстречно включо 1I ных и огггических спязаг1Н1,гх спетодиода 5 и фотодиода 6, разрядные входы 7, являюнушся электрическими входами параллельной записи я регистр, основную шину 8, шину 9 сдвига вправо, шину 10 сдвига влево, последовательно соединенные ограничительный резистор 11 и задающий светодиод 12, подключенные к последовательному входу 13 регистра и шине нулевого потенциала, причем аноды светодиодов 5вторых 3 оптоэлектронных пар разрядных ячеек 1 соединены с основной шиной 8, катоды светодиодов 5 первых 2 и третьих 4 оптоэлектронных пар соединены соответственно с шиной 9 сдвига вправо и шиной 10 сдвига влево, катоды фотодиодов 6 первых 2 и третьих 4 оптоэлектронных пар, а также аноды фотодиодов 6 вторых 3 оптоэлектронных пар соединены с шиной нулевого потенциала. Кроме того, фотодиод 6 второй 3 оптоэлектронной пары каждой разрядной ячейки 1 оптически соединен со светодиодами 5 первой 2 и третьей 4 оптоэлектронных пар данной разрядной ячейки 1, светодиод 5 второй 3 оптоэлектронной пары оптически связан с фотодиодом 6первой 2 оптоэлектронной пары последующей разрядной ячейки 1 и с фотодиодом 6 третьей 4 оптоэлектронной пары предьщущей разрядноГ ячейки 1, а задающий светодиод 12 оптически связан с фотодиодом 6 первой 2 оптоэлектронной пары первой разрядной ячейки 1. Оптоэлектронньм сдвигаю1дий регистр работает следующим образом. В исходном состоянии напряжение на шинах 9 и 10 отсутствует, потенциал на них равен нулевому. На основной шине 8 в это время имеется положительньм потенциал. При этом, если на вход 7 разрядных ячеек 1 подать нулевой потенциал, то вследствие возбу;кдения светодиодов 5 и обратных оптических связей вторые 3 оптоэлектронные пары перейдут в устойчивое возбужденное состояние. Таким образом, подавая на входы 7 соответствующие уровни напряжения, можно параллельно ввести в регистр любую информацию. Рассмотрим режим сдвига информации вправо. В этом режиме потенциал на шине 10 сдвига ваево может быть равным нулевому или положительному,

3

iijin чтом тротья 4 онтоэлектроиная плра р работе не участвует, так как светодиод 5 закрыт. На тины 8 и 9 в режиме сдвига вправо подаются тактовые С:Иналы в, виде меандра (фиг. 2а), при этом в зависимости от полярности напряжения на шинах 8 и 9 светодиоды 5 оптоэлектронных пар первой 2 и второй 3 оказываются в прямом или обратно смещенном режимах. Если в момент t| (фиг. 2) подают запускающий импульс на вход 13, то возбуждается задающий светодиод . 12 через ограничительный токозадающий резистор 11 и излучается оптический поток (фиг. 2S), облучая фотодиод 6 (фиг. 26) первой 2 оптоэлектронной пары первой разрядной ячейки 1, который отслеживает изменение светового потока светодиода 12. .В момент t , когда полярность меандра (фиг . 2q) на шинах 9 и 8 меняется на противоположную, соответствующую включению светодиода 5 первой 2 оптоэлектрсгнной пары, светодиод 5 данной оптоэлектронной пары начинает возбуждаться (фиг. 2). Светодиоды 5 первых 2 оптоэлектронных пар других ячеек 1 отслеживали состояние светодиодов 5 вторых 3 оптоэлектронных пар предьщущих ячеек 1, а поэтому также начинают возбуждаться, если предыдущая ячейка 1 находилась в возбужденном состоянии. При этом интенсивность излучения светодиодов 5 вторых 3 оптоэлектронных пар в момент i- начинает уменьшаться по экспоненте, а учитывая, что фотод:оды 6 первых 2 оптоэлектонных пар производят суммирование двух оптических потоков, они остаются в возбужденном состоянии и в момент l. - 4 , продолжая отслеживать пото,ки двух светодиодов. Если учесть, что, например, светодиоды АЛ103 А, В имеют время нарастания импульса 200-300 НС, а время спада излучения 500 НС, то без учета инерционности. фотодиода два оптических потока двух светодиодов по времени перекрьшаются, что свидетельствует о непрерывности возбуждения фотодиода 6 первой 2 оптоэлектонной пары, если предьщущая разрядная ячейка 1, т.е. светодиод 5 второй 3 оптоэлектронной пары предьщущей ячейки 1 был возбужден. Если учесть инерционность фотодиода, например фотодиода Ф11-,

.ЛГ)14

постоянная нремени когир го И)-о,т при печ еходе : 4 нронодимость фотодиода 6 практически не меняется, что свидегелг.стпует о надежности 5 переключения. В момент tj - 9 фотодиод 6 первой 2 оптронной пары имеет максимальную проводимость.

Одновременно с возбуждением фотодиода 6 своей оптоэлектронной пары 10 (т.е. первой 2) в возбужденном проводящем состоянии (фиг. 28) находится и фотодиод 6 второй 3 оптоэлектронной пары, хотя в период времени i- - -t он не возбу хдается светодио15 ДСм 5 своей второй 3 пары, поскольку полярность меандра на шине 8 не соответствует полярности светодиода 5 второй 3 оптоэлектронной пары. Его поддерживает возбужденным светодиод 20 5 первой 2 оптоэлектронной пары. Как-только в момент k. полярность мегщра меняется на противоположную, сразу же возбуждается светодиод 5 второй 3 оптоэлектронной пары 5 (фиг ), поддерживая в возбужденном состоянии.фотодиод 6 своей оптоэлектронной пары (фнг.25) иодновременно возбуждая фотодиод 6 первой 2 оптоэлектронной пары последующей разрядной ячейки 1 (фиг. 2) и т. д. Если

задающий светодиод 12 или предьщу П1ая разрядная ячейка 1 не быпи

возбуждены, то при изменении полярности меапдра на шине 9 на отрицательную первые 2 оптоэлектронные Пары не возбуждаются, а следовательно, и при изменении полярности на шине 8 на положительную вторые 3 оптоэлектронные пары также не возQ буждаются. Таким образом, осуществляется последовательный сдвиг записанной посредством входов 7 или подаваемой на последовательный вход 13 информации вправо.

В режиме сдвига влево меандр по-: дается на шины 8 и 10, шина 9 принимает состояние шины 10 в режиме сдвига вправо. Этот рожим может быть использован при необходимости

g сдвинуть ранее записанную информацию влево. С изменением полярности тактового меандра в схеме будут происходить физические процессы, аналогичные тем, которые описаны в

5 предыдущем режиме и изображены на фиг. 2, с той лишь разницей, что в процессе сдвига информации будет участвовать вторая 3 и третья 4 оптоэлектронные пары и, поскольку оптическое воэдействие между разрядными ячейками будет направлено справа налево, то сдвиг информации будет осуществляться влево.

Предложенный оптоэлектронный сдвигакхций регистр позволяет осуществлять сдвиг информации как вправо, taK и влево, т.е. реверсивный сдвиг, Информация может вводиться как посредством электрических разрядных входов 7, так и посредством последовательного входа 13. Аналогичным образом может быть введен и второй последовательный вход для сдвига влево. При хранении информации напряжение на шинах 8,9 и 10 не меняется , причем информация может храниться в любой оптоэлектронной паре. I

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ СДВИГАЮЩИЙ РЕГИСТР по авт. св. № 728160, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет выполнения функции реверсивного сдвига, в каждую разрядную ячейку введена третья оптоэлектронная пара, состоящая из оптически связанных светодиода и фотодиода, аноды которых соединены, катод фотодиода соединен с шиной нулевого потенциала, а катод светодиода - с шиной сдвига влево, причем светодиод и фотодиод третьей оптоэлектронной пары каждой разрядной ячейки оптически связаны с фотодиодом второй оптоэлектронной пары данной разрядной ячейки и светодиодом второй оптоялектроиной -последующей разрядной ячейки соответственно.