Цифроаналоговый преобразователь в системе остаточных классов Советский патент 1987 года по МПК H03M1/66 

15 когерентного оптического излучения, вход 16 порогового устройства 1.7, выходную шину 18 синхронизации. Повышение быстродействия достигается

1

Изобретение относится к автоматик и вычислительной технике и может быт использовано для цифроаналогового преобразователя кодов системы остаточных классов.

Цель изобретения - повьппение быстродействия преобразователя.

На чертеже приведена функциональная схема цифроаналогового преобразователя в системе остаточных классов (ЦАП СОК).

ЦАП СОК содержит п преобразователей 1 код - аналог, в состав каждого из которых входят интерферрометричес кий электрооптический модулятор 2 с оптическим входом 3, двумя оптическими волноводами 4, оптическим выходом 5, при этом оптические волноводы 4 расположены соответственно между первой и второй парами модулирующих электродов, выводы которых являются соответственно первой 6 и второй 7 парой управляющих входов электрооп-. тического модулятора 2, вторая пара 7 управляющих входов которого подключена к выходам 8 ЦАП 9, входы которого являются цифровьми входами преобразователя код - аналог и являются входными шинами 10 преобразуемого кода, первая пара 6 управляющих входов является парой 11 управляющих входов преобразователя код - аналог и подключена к соответствующей паре выходов амплитудного преобразователя 12, вход которого подключен к выходу источника 13 изменяющегося напряжения и является информационной выходной ши ной 14, выход источника 15 оптического когерентного излучения оптически связан с оптическими входами преобразователей 1 код - аналог, оптические выходы которых оптически связаны с входом 16 порогового устройства 17, выход которого является выходной шиной 18 синхронизации.

за смет большой скорости преобразования информации в электрооптических модуляторах и за счет введенных блоков 12, 13, 17. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

ЦАП СОК работает следующим образом.

Поступающее на вход 3 каждого электрооптического модулятора оптическое

когерентное излучение источника 15 разветвляется по двум каналам волноводов 4 - областям с большим показателем преломления, сформированным в приповерхностном слое электооптичесг -k

кого кристалла. Волноводы 4 находятся в электрическом поле электродных структур 6 и 7. Вследствие поперечного электрооптичес кого эффекта под действием напряжения, приложенного к

каждой из пар электродов, происходит изменение показателей преломпения в направлении распространения света и изменяется фазовая скорость. Сдвиг фаз между каналами волноводов 4 приводит к тому, что при суммировании сигналов интенсивность света на выходе 5 может иметь значения от нуля до максимума, изменяясь в зависимости от напряжения на электродах, по пери

одическ ому закону

30

1,- I«4 cos2TF(bl. EL|iY.a.l,О

V )7 ч; J

где V j и V jf полуврлновое напряжение (v - напряжение, осуществляющее изменение фазы на /О, соответственно, первой и второй пар модули35 рующих электродов i-ro электрооптического модулятораi Р: - модуль i-ro разряда кода СОК; V,,- - напряжение с выхода ЦАП i-ro преобразователя код- аналог, пропорциональное цифровому

40 значению ef,- кода СОК tl , (/j , . .., , Vj j - напряжение на соответствующем выходе амплитудного преобразователя; К 2 - коэффициент передачи амплитудного преобразователя с входа на 1-й

45 выход.

Каждая пара электродов формирует передаточную характеристику модулятора, имеющую вид периодической функции. Пара электродов 6 формирует некоторый фазовый сдвиг, пропорциональный числу d. соответствующего разряда кода СОК. Для правильной работы устройства должно вьтолняться соотношение

р.

I

4V.

(2)

т.е. количество дискретов младшего значащего разряда ЦАП равно полуволновому напряжению электрооптического

где V - изменяющееся напряжение источника 13.

Этот максимум соответствует напря жению V,

г, пропорциональному числу в модулятора (одному периоду передаточ- коде СОК. В частности, когда (У, О,

ной характеристики) V ij . .На электроды 7 подается изменяющееся, в частности пилообразное, напряжение. Это напряжение осуществляет развертку во времени передаточной характеристики электрооптического модулятора с учетом начальной фазы, заданной числом У. Поскольку период передаточной характеристики электрооптических модуляторов определяется как физическими и конструктивными их особенностями (значения электрооптических коэффициентов, ориентация кристалла, длина и конфигурация электродов, профиль диффузии канала и т.д.), так и возможным масштабным изменением входного модулируннцего напряжения, требуемое соответствие достигается выполнением условия (2) для электродов 6 (фазирующих) , и условия

20

25

i 1,2,...п и, соответственно, V, , О, i 1,2, ..., п, складываются косинусоидальные функции (выражение (1)). Максимуму интенсивности удовлетворяет условие Ул 0. Цифровому сигналу ставится в соответствие аналоговый с погрешностью ±1/2 МЗР. Это му значению погрешности отвечает условие на интервал срабатыв ания порогового устройства 17:

30

(1(1 ЧЦ---), V (5) П Р,

Irl

максимальная интенсивность

где

суммарного оптического сигнала с вы ходов 5 п электрооптических модуляторов на входе порогового устройства 17 при одинаковых сигналах на входах 3. Пороговое устройство, при наличии

35 сигнала на входе 16, соответствующег интервалу (5), формирует логический сигнал на выходной шине 18 синхронизации, указывающий на соответствующи напряжения источника 13 на шине 14

K.V

i l.MOKC

(3)

для электродов 7 (развертывающихся), где К , - коэффициент передачи амплитудного преобразователя 12, преобразующего напряжение источника 13 в напряжение на электродах 7 i-ro электрооптического модулятораj 2,макс максимальное напряжение источника 13, соответствующее верхнему пределу динамического диапазона ЦАП СОК. Согласно условию (3), электрооптический модулятор i-ro преобразователя код - аналог по развертывающим электродам 7 имеет передаточную характеристику.

содержащую

периодов в диП, v.намическом диапазоне ЦАП СОК. Таким обра зом, условие (3) позволяет сформировать совокупность передаточных характеристик с взаимно-простыми периодами. Вследствие этого оптический

сигнал источника 15, одинаково поделенный между п электрооптическими модуляторами 2 и просуммированный на входе 16 порогового устройства 17, будет иметь только один максимум в интервале интенсивностей

(V, О,

V . К.

СП р- - 1)),

(4)

где V - изменяющееся напряжение источника 13.

Этот максимум соответствует напряжению V,

г, пропорциональному числу в коде СОК. В частности, когда (У, О,

i 1,2,...п и, соответственно, V, , О, i 1,2, ..., п, складываются косинусоидальные функции (выражение (1)). Максимуму интенсивности удовлетворяет условие Ул 0. Цифровому сигналу ставится в соответствие аналоговый с погрешностью ±1/2 МЗР. Этому значению погрешности отвечает условие на интервал срабатыв ания порогового устройства 17:

0

(1(1 ЧЦ---), V (5) П Р,

Irl

максимальная интенсивность

где

суммарного оптического сигнала с выходов 5 п электрооптических модуляторов на входе порогового устройства 17 при одинаковых сигналах на входах 3. Пороговое устройство, при наличии

5 сигнала на входе 16, соответствующего интервалу (5), формирует логический сигнал на выходной шине 18 синхронизации, указывающий на соответствующие напряжения источника 13 на шине 14

0 преобразователя искомому аналоговому сигналу, соответствующему коду СОК на входах 10 ЦАП СОК. Выходным сигналом предлагаемого устройства может быть как напряжение на шине 14 1ДАП

5 СОК при соответствующем сигнале на шине 18, так и временной интервал при монотонном изменении напряжения источника 13 от нуля до появления логи- ческого сигнала на шине 18 ЦАП СОК.

Следует отметить, что в отсутствии напряжений на управляющих электродах на оптических выходах электрооптических модуляторов будет наблюдаться максимум интенсивности излучения согласно выражению (1). При различных погрешностях в технологии изготовления электросптических , модуляторов (разные длины оптических волноводов

513617

каналов 4, разница в эффективном показателе преломления этих каналов и и др.) возможно появление начального фазового сдвига в передаточной характеристике электрооптических модуляторов . Этот фазовый сдвиг может быть устранен различными методами, в частности введением некоторого смещения нуля в соответствующем ЦДЛ.

10

Формула изобретения

1. Цифроаналоговый преобразователь в системе остаточных классов, содер- жащий п преобразователей код - аналог, где п - число оснований кода системы остаточных классов, цифровые входы которых являются входными шинами преобразуемого кода, о т л и ч а- ю щ и и С Я тем, что, с целью повы- - шёния быстродействия, введены источник изменяющегося напряжения, амплитудный преобразователь, пороговое устройство, источник оптического ко- герентного излучения, выход которого оптически связан с оптическими входами соответствующих п преобразователей код - аналог, оптические выходы котоРедактор Е.Папп Заказ 6304/57

Составитель В.Першинов

Техред И.Попович Корректор М.Максимишинец

Тираж 900Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0

g 0 5

186

рых оптически связаны с входом порогового устройства, пары управляющих входов подключены к соответствующим парам выходов амплитудного преобразователя, вход которого подключен к выходу источника изменяющегося напряжения и является информационной выходной шиной, при этом выход порогового устройства является выходной шиной синхронизации.

2. Преобразователь по п,1, о т - ли чающийся тем, что каждый преобразователь код - аналог выполнен на цифроаналоговом преобразователе и интерферометрическом электрооптичес- ком модуляторе, оптический вход которого является оптическим входом преобразователя код - аналог, оптический выход является оптическим выходом преобразователя код - аналог, первая пара управляющих входов явля-. ется парой управляющих входов преобразователя код - аналог, вторая пара управляющих входов подключена к соответствующей паре выходов цифроанало- говрго преобразователя, входы которого являются цифровьми входами преобразователя код - аналог.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для цифроаналогового преобразования кодов системы остаточных классов (СОК). Цель изобретения - повьпиение быстродействия преобразователя. Цифроаналоговый преобразователь содержит п преобразователей j код - аналог, где п - число оснований кода СОК, интерферометри- ческие электрооптические модуляторы 2, в состав которьк входят оптические входы 3, оптические волноводы 4, оптические выходы 5, первые и вторые пары модулирующих электродов 6, 7, выходы 8 цифроаналоговьк преобразователей 9, входные шины 10 преобразуемого кода, управляющие входы 11 преобразователей 1 код - аналог, амплитудный преобразователь 12, источник 13 изменяющегося напряжения, информационную выходную шину 14, источник с & (Л оо О) 00