Оптоэлектронный модуль Советский патент 1987 года по МПК H03K23/78 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и цифровых вычислительных машинах,

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей оптоэлек тронного М.ОДУЛЯ за счет организации операций свертки и развертки чисел, представленных в кодах Фибоначчи.

На фиг,1 представлена блок-схема оптоэлектронного модуля, (линиями со стрелками обозначены оптические связи)} на фиг,2 - принципиальная схема квантронов первой линейки| на фиг,3 принципиальная схема квантронов второй линейки; на фиг,4 - схема оптоэлектронного элемента И первой групп на фиг,5 - схема оптоэлектронного элмента И. второй и третьей групп,

Оптоэдектронньй модуль (фиг,1) содержит первую 1 и вторую 2 линейки квантронов, первую 3, вторую 4. и третью 5 группы элементов И,, где пер .вая линейка 1 включает десять разря- дов 6-15, вторая линейка - девять разрядов 16-24, первая группа опто- электронных элементов И - восемь оптоэлектронных элементов И 25-32 вторая группа оптоэлектронных элементов И - девять оптоэлектронных . элементов И 33-41, третья группа оптоэлектронных элементов И - девять оптоэлектронных элементов И 42-50, а также первый 51, втррой 52 и третий 53 входы управления режимом модуля, синхровход 54 модуля, входы 55-63 записи параллельного кода мо-. дуля, вкод 64,входного сигнала моДу-

ля, оптические.;выходы 65 i-ro разряда первой линейки, оптические входы 66 и 67 оптоэлектронных элементов И выходы 68 оптоэлектронных элементов И, оптические (единичные) входы 69 и 70 квантронов первой линейки, оптические (нулевые) входы 71 квантронов первой линейки, оптические (единичные) входы 72 квантронов второй линейки, оптические (нулевые) входы 73 квантронов первой линейки,оптические (нулевые) входы 74-квантро- нов второй линейки, выходы 75- квант- ронов второй линейки и оптические (нулевые) входы 76-82 квантронов второй линейки. .Каждый разряд первой (второй)-линейки квантронов (фиг.1 и 2) содержит фотоприемники 83 и 84, развязьгаающий диод 85, регенератив

ный оптрон, содержащий фотоприемник 86, усилитель 87, светоизлучатель 88.

Оптоэлектронные элементы И ( и 4) содержат усилители 89, свето- излучатели 90 и фотоприемники 91 и 92,

Оптоэлектронный модуль работает следующим образом.

Используя Фибоначчиеауь 1-систему счисления, в которой разряды чисел . имеют веса:

Разряды:, 2.3456789 .10

Веса: 1 1 2 3 5 8 13 24 34 55

можно осуществить свертку., которая основана на таком свойстве чисел Фибоначчи, что вес каждого старшего разряда равен сумме весов двух пре- дьщущих разрядов.

При осуществлении операции свертки на вход 52 поступает положительный потенциал, а на вход 53 - отрицательный. На вход 64 поступает входной световой сигнал с длительностью импульса 1 и периодом следования 8. С целью повышения быстродействия нулевая свертка осуществляется фиктивно, т.е. входной световой поток поступает не на единичный вход первого разряда 6, а на единичньй вход второго разряда 7, Время срабатьта- ния любой схемы на фиг, |-равно С..

При поступлении первого светового импульса с входа 64 происходит фиктивная нулевая свертка, т,е, сраба- тьшает схема второго разряда 7, в модуль записьшается 1:

000000000

О + 1

.-0100000000

При поступлении второго импульса срабатывает элемент И 25, который затем обнуляет схему 7 и возбуждает схему 8-третий разряд т.е. в модуль записьшается двойка, при этом происходит фиктивная первая свертка т.е,

100000000

О + 1

0010000000

При поступлении третьего импульса срабатывает элемент И 26, который обнуляет схемы 7. и 8 и возбуждает

четвертый разряд - схему 9, т.е. в модуль записывается тройка, при этом происходит свертка второго и третьего разрядов в четвертый:

О О О 1 О О О О О О

При следующих поступающих импульсах срабатывают соответствующие элементы И третьей и соответствующие схемы первой линейки.

При поступлении 55-го светового импульса срабатывает за первое элемент -И 26 и второй разряд 7, за второе обнуляются второй 7 и третий 8 разряды и возбуждается четвертый разряд 9, за третье возбуждается элемент И 28 и обнуляется элемент

Пусть на шины параллельной зап кода подается код числа 55, т.е. входе 63 присутствует сигнал, и н синхрошину 54 - оптический сигнал Тогда возбуждается девятый разряд четвертой линейки за время С. За второе срабатывают десятый разр 15 первой линейки и девятый разря 24 второй, ячейки, т.е. переходят единичное состояние. За третье реходят в единичное состояние дев тый разряд 50 и седьмой разряд 22 пятой и второй линеек, соответстве За четвертое i обнуляется десятый разряд 15 и переходит в возбужден состояние восьмой 13 и девятый 14

И 26, за четвертое С обнуляются четвертый 9 и пятый 10 разряды и возбуж- 25 разряды первой ячейки 1, а также

дается шестой разряд 11, за пятое возбуждается элемент И 30, а также обнуляется элемент И 28, за шестое i обнуляются шестой 1 1 и седьмой 12 и возбуждается восьмой 13 разряды, за седьмое срабатывает элемент И 32 и обнуляется элемент И 30, за восьмое f обнуляются восьмой 13 и девятый 14 разряды и возбуждается разряд 15:

000000000 1

Развертка происходит следующим образом.

На входы 52 и 53 подаются соответственно отрицательный и положительный потенциалы. На вход 54 подается синхросигнал, а на входы 55, 56, 57,...,63 в параллельном коде .поступает код числа, для которого будет применена развертка. Так как входы 52 и 53 находятся под противоположными потенциалами при свертке, то нулевые оптические входы разрядов первой линейки становятся единичны- ми оптическими входами, т.е. при появлении светового потока на этих входах схемы разрядов переходят в

10

363455 4

возбужденное состояние, а единичные оптические входы становятся нулевыми.

В начальном состоянии на вход 51 поступает обнуляющий потенциал, который устанавливает все разряды первой 1 и второй 2 линеек в нулевое состояние.

Пусть на шины параллельной записи кода подается код числа 55, т.е. на входе 63 присутствует сигнал, и на синхрошину 54 - оптический сигнал. Тогда возбуждается девятый разряд 41 четвертой линейки за время С. За второе срабатывают десятый разряд 15 первой линейки и девятый разряд 24 второй, ячейки, т.е. переходят в единичное состояние. За третье переходят в единичное состояние девятый разряд 50 и седьмой разряд 22 пятой и второй линеек, соответственно За четвертое i обнуляется десятый разряд 15 и переходит в возбужденное состояние восьмой 13 и девятый 14

15

20

25 разряды первой ячейки 1, а также

0

5

0

5

0

5

возбуждается пятый разряд 20 второй ячейки 2. За пятое 1 седьмой разряд 48 возбуждается и обнуляется девдтый разряд 50 пятой ячейки, а также возбуждается третий разряд 18 второй линейки 2. За шестое С обнуляется восьмой разряд 13 и переходят в возбужденное состояние шестой 11-и седьмой 12 разряды первой линейки 1 и возбуждается первый разряд 16 второй линейки 2. За седьмое tвозбуждается пятый разряд 46 и обнуляется седьмой разряд 48 пятой линейки 5. За вос ьмое 1 обнуляется шестой разряд 11 и переходят в возбужденное состояние четвертый 9 и пятьй 10 разряды первой линейки 1. За девятое возбуждается третий разряд 44 и обнуляется пятый разряд 46 пятой линейки 5. За десятое С обнуляется четвертый разряд 9 и возбуждаются первый 6, второй 7 и третий 8 разряды первой линейки 1. За одиннадцатое С обнуляется третий разряд 44 и возбуждается первый разряд 42 пятой линейки 5. За двенадцатое t обнуляется второй разряд 7 первой линейки. Произопша полная раз- верт ка, т.е. и з.

000000000

000000011

00000 00011 01101

О О

О

1

о о о

О

1010101010

За тринадцатое С , подавая на первый вход 51 бтрицательный потенциал, полностью обнуляют весь модуль, т.е. возвращают его в исходное состояние. Све-Говой сигнал, длительностью Т следует подавать на шины параллельной записи кода.

Формула изобретения

Оптоэлектронный модуль,, содержащи в каждом разряде первой линейки кван тронов первый фотоприемник, развязы- ваюпщй диод и регенеративный оптрон состоящий из светоизлучателя, фотоприемника и усилителя, во втором и третьем разряде первой линейки квант ронов содержатся вторые фотоприемники, к входу усилителя данного разряда первой линейки подключены выходы пер вого фотоприемника данного разряда первой линейки квантронов и фото.при- емника регенеративного оптрона дан- нрго разряда первой линейки квантро- нов и анод развязывающего диода данного разряда первой линейки квантронов, выход усилителя данного разряда первой линейки квантронов- соединен с первым входом светоизлучателя данного разряда первой линейки квант-, ронов, второй вход которого соединен с входом фотоприемника регенеративного оптрона данного разряда первой линейки квантронов и шиной питания модуля, оптический вход фотоприем- ника регенеративного оптрона данного разряда первой линейки квантронов соединен с оптическим выходом светоизлучателя регенеративного оптрона данного разряда первой линейки квантронов, катод развязывающего диода данного разряда- первой линейки квантронов соединен с первым входом управления режимом модуля, выходы вторых фотоприемнйков второго и третьего разрядов первой линейки квантронов подключены к входам усилителей регенеративных оптронов соответственно второго и третьего разрядов первой.линейки квантронов, входы вторых фотоприемников второго и третьего разрядов первой линейки квантронов соединены с вторым входом управления режимом модуля, о т л и - чающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет организации операций свертки и развертки чисел, представ

0

д

5 Q 5 0 g

5

5

0

ленных в кодах Фибоначчи, в каждый разряд первой линейки квантронов, кроме первого, второго и третьего разрядов, введены вторые фотоприемники, вторая линейка квантронов, содержащая в каждом разряде первый, второй фотоприемники, развязывающий диод и регенеративньш оптрон, состоящий их светоизлучателя, фотоприемника и усилителя, а модуль дополнительно содержит первую группу опто- электронных элементов И, состоящую из восьми оптоэлектронных элементов И,, вторую и третью группы- оптоэлектронных элементов И по девять опто- злектронных элементов И-в каждой,к входу усилителя данного разряда данной линейки, кроме второго и третьего разрядов первой линейки квантронов, подключен выход второго фотоприемника данного разряда данной линейки, входы вторых фотоприемников первой линейки квантронов всех разрядов, кроме второго и третьего, . соединены с вторым входом управления режимом модуля, входы вторых фотоприемников второй линейки квантронов и второй вход усилителей первой и первый- вход усилителей второй линеек квантронов соединены с шиной нулевого потенциала модуля, к второму входу усилителя данного;-разряда второй линейки квантронов подключены выходы первого и второго фотоприемников данного разряда второй линейки квантронов и фотоприемника регенеративного оптрона данного разряда второй линейки квантронов и анод развязываюрдего диода данного разряда второй линейки, -катод которого соединен с первым входом управления режи- .мом модуля, выход усилителя данного раз.ряда второй линейки квантронов соединен с первым входом светоизлучателя данного разряда второй линейки квантронов, второй вход которого соединен с входами фотоприемника регенеративного оптрона и первого фотоприемника данного разряда- второй линейки квантронов и шиной, питания модуля, оптический вход- фотоприемника регенеративного оптрона данного разряда второй линейки квантронов соединен с оптическим выходом светоизлучателя ре.генеративного оптройа данного разряда второй линейки квантронов, электрич.еские входы оптоэлектронных элементов И первой группы

соединены с третьим входом управления режимом модуля, первый и второй оптические входы оптоэлектронного элемента И всех разрядов, кроме первого и второго, первой группы соединены соответственно с оптическими выходами фотоизлучателей регенератив ных оптронов (j+1)-ro и j-ro (j 1,10) разрядов первой линейки квант- роков, первый оптический вход оптоэлектронного элемента И первого и втЬрого разрядов первой группы соединен с входом входного светового потока модуля и оптическим входом пер- вого фотоприемника второго разряда первой линейки квантронов, оптический выход оптоялектронного элемента И i-ro разряда,, где i iTs, первой rpynnbf соединен с первым и вторым оптическими входами второго фотоприемника j-ro и (j + 1)-ro разрядов первой линейки квантронов и оптическим входом первого фотоприемника (j+2)- го разряда первой линейки квантронов кроме первого и второго разрядов, первые оптические входы оптоэлектрон ных элементов И второй группы соединены с синхровходом модуля, вторые оптические входы оптоэлектронных элементов И второй группы соединены с соответствующими входами записи параллельного кода модуля, первый оптический вход оптоэлектронного элемента И q-ro (где q - ) разряда третьей группы .соединен с оптическим входом светоизлучателя т-го разряда, где m - 1,9, второй линейки квантронов и первым оптическим входом первого фотоприемника (т-З)-го разряда второй линейки квантронов, второй оптический вход которого соединен с оптическим выходом оптоэлектронного элемента И того же разряда первой группы, с третьим оптическим входом второго фотоприемника того же разряда первой линейки квантронов оптические входы с первого по п-й де п - 1,7) второго фотоприемника т-го разряда второй линейки квантронов соединены соответственно с оптическими выходами оптоэлектронных элементов И с первого no(q,-2-)

- и разряд второй груп - пы.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и цифровых вычислительных машинах. Изобретение позволяет- расширить функциональные возможности за счет использования модуля в качестве устройства, позволяющего осуществлять счет импульсов, свертку и развертку в кодах Фибоначчи. Цель изобретения достигается тем, что в каждый разряд введены первая, вторая, третья; четвертая, пятая линейки, третья и первая шины, вторая шина, третья- шина, к которым соответствуюпщм образом подключены квантроны первой линейки. Кроме того, к второй шине подключена третья линейка схемы, а к первой шине - еще и квантроны второй линейки, синхрошина, девять шин параллельной записи кода и пмна вы- ходного сигнала. 5 ил. (Л со Gfi оо NU С71 СП

фие.2

67

ffff Лд2

сриеЛ

69

t

фи

-of

фи&.б

Составитель М.Есенина Редактор А.Огар Техред М.Дидык Корректор Т Решетник

Заказ 6379/53 Тираж 900 Подписное 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