Акустический цифровой перемножитель Советский патент 1991 года по МПК G06E1/04 

(46) 07.12,91. Бнш, № 45

(21)4218071/24 i .

(22)31.03.87

(71)Институт радиотехники и электроники АН СССР

(72)В.В.Проклов и С,В.Соколовский (53) 681.325(088.8)

(56) Rhodes W.T., Guilfoule P.S. Acoustooptic A,lgebraic Processing Architectures,- Proc, of IEEE, 1984, vol. 72, 7, p. 820-830.

Goutzoulis A.P. Systolic time - integrating acoustooptic binary pro- cejssor,- Appl. Opt., 1984, vol. 23, Я 22; p. 4095-4099.

(5A) АКУСТООПТИЧЕСЖИЙ ЦИФРОВОЙ ПЕРЕМНОЖИТЕЛЬ

(57) Изобретение относится К оптической нычислительной технике. Цель изобретения - увеличение быстродействия и снижение вероятности ошибки. Акустооп- тический цифровой перемножитель, обеспечивающий быстрое перемножение двух двоичных чисел, состоит яз лииейки оптй- ческих излучателей 1, входного устройства 2 управления линейкой оптических излучателей, фокусирующей оптической системы 3, акустооптическо- го модулятора - дефлектора 4, блока высокочастотных генераторов 5, входного устройства 6 управления блоком высокочастотных генераторов, фокусирующей -оптической системы 7 и матри- фотоприемников 8. 2 ил.

(Л

со а

Фиг.1

14

зо бретение o liftfinHTcsi к оптической пьпшслительпой технике.

Цель изобретения уво.чичсгте бы- стродойстпня и сн1гжепие пероятпости ошибки.

Нп фиг.1 нрнпедеиг ,принцигп1сгппннй схема перемзюжтггаип , ь а фиг.2 - схема фотоприемиог о устройстпа,

.м1южитель содержит п А налу™ чптелей 1 спета уасположенн ых в лн- ппо II соедиие Ных с ныходами управляющего устройс.тпа- 2, фокусирующую входную оитичеекую систему 3, акусто- оптическую лчеГпсу 4, электрический пход которой подключен к выходам п - пысокочастотных геиератороп 5, иастроеи и.х па п 4 различных -фик™ снропапных частот и соединенпык уп- рапллющими нходами с выходами управ

ляющего устройства 6, фокусирующую

пь одную оптичес11:уш систему 7 и фотоириемное устройство 8, представляющее

собой матрицу фотоприемников п виде

прямоугол-пного треуголь}И-пса. в казкдом25 :-звука,, па которого on продифрагирова.тт.

ча; ., При этом спет,, отю о: ИБШИйсл на дан}гый угол имеет интеь сивпость, соотиетствукхцую уровню и;и1 гдм- 1ПЩЫ- в заппсггмости от интенсивности

катете и гипотенузе которого Рйсполо жсно ПС четыре фотоприемника, соединенных,, как показап.о па фиг.2, Выход фотсприомпика,, pacnoJioжeннoгo в пря- моу1-ально) nepiJirnie, соответствует младшему з 1ачаще.му ряэг-я у, а выход последовательно с.оединеннь:К фотопри- гь-по гекузы соответствует знаковому разрядуп

Перем ЮжЕ Тйль работает следующим образом.

Высокочастотпь . генераторы 3. работающие на п рлзлич1;ь(х фиксирован- Hiiix частотах в пр(, холау. полосы акус- тооптического взаимодействия .в ахус- TOonTti4ecKoi ячейке 4, управляются устройством 6j в котором стандартный дг.опчный . сигнал преобразуется а сигнал модуляцр.и генераторои 5 - При этом каждому двоичному разряду о:1еран;5„а соответс7 вует свой генераторе зависимости от- даи;юго разряда устройство 6 вьфабать вает или не Ы пабатывает сиг лал запуска соотпет- ствующего генератора и сигнал с этого генератора проходит или не прохо- .дит на лкустооптическую ячейку 4. Та KHbi образом, в акустооит51ческой ячейке 4 в ьгомент прохо ф;еиия сн.гнала ) тшформа; сб операнде, од - повременно распрострапг-ется п акусти чег.китс во-чн с п частотаг ш амплитуды KOTopi-Tx partb bi нулю либо значению, со ответ1, тпу|ог1н му уротлчп единицы D дво

HtfHOM коде. Через отрезок времени

иеобхьдймый для загголнеиия звуком окна акустооптической ячейк°и 4, уппьчлягацее устройство 2 в соответс-лип со значенигпте разрядов поступившего на его йход операвда вырабатывает снг- иалы запуска, параллельно пос:туна С - щие на сооткетствугощие кажддьш своему разряду оптические излучатели 1;, в результате,чего липейка излучателей 1 формируе.т оптический сигнал, соот- ветствующ -ш опера ц у„ Этот сигнал сп- т;иеской cHcfeN/ofi 3 фокусируется на. вход акустооптнческой ячейки 4. В результате взаимодействия п акустоопти- ческой ячейке 4 с aKycTH4(2CKH№t зол- иаки свет отклоняется в п различных направлелп й (каждом- частоте зттука со- ответсувуе-г свой угол отклонения- лу-.

ча; ., При этом спет,, отю о: ИБШИйсл на дан}гый угол имеет интеь сивпость, соотиетствукхцую уровню и;и1 гдм- 1ПЩЫ- в заппсггмости от интенсивности

0

ш

4S

50

55

После прохождения через фокусирующую систему 7 сгзет попадает на матрицу фотанрисмаиков, вричсг- п первую строку )гопа,ддет с:вет, cooTBeTCTByiMiun произведеннго оиерлнля, подаваемого па линейки мл;гуг1атеаейр ца пер- Г)Ь;й разряд опергища, по,дапасмого на вход акустооитпческой ячейки, во вто- pv o строку , поипдлет свет соответ- стпующпь Т)рог;;-.,ведению первого операнда па Trropoi i разряд второго операвда и т,д. Для, того, чтобп обеспечить Сложении этих частиих произведений со vi-D ionpneMHHKir в диагоиа- ляк McjTi HUbi sj CuTpiwoc)-:/ гоединвны последовательно, хлк показано нп фиг.2„ iipH г тон на вьгходо. диагонали, Бютючшоа(йй еди11ствен ьш фстоприемиик, образуется значение нпадшего знач,а щего разряда произведения входных операндов, па вьгходе следующей Д 1аго- нади - экачгь пс пторого разряда н т.п. а выходе гппетенузы образуется значение знакового разряда Можно вк-- деть, что такое произведение ггред- ставлено не в дноичиом коде, а п так назызаемом смйшащюм двоичном коде, npHBCAeiine его к ДВОПЧРЮЙ форке осу и естяляется так кс как у; в аиапо- гичпом nepeMiiox ; Tii ie.

Формула и 3 о 5 р е т а, н и я I

Лкустооптическ й цифровой псремно- жигель, содепжащтт опт ги;скн CBnaars3 1л

ные 1 сточник опт1теског6 излученияj входную опттгескую систему, акусто оптическую ячейку, выходную опт11чес - кую систему и фотоприемкое устрой ство, о т л и ч а ю-щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения вероятности ошибки, в него введеио п высокочастотных генераторов, где п fe 2, настроенньтх на п различньос фиксированных частот и соединенных выхода - с электрическ. м входом акустооптической ячейкк., источник, оптического излучения выполнен из п HsnytiaTenetij расположенных в линию, ориентированную перпендикуляр МО направлению распространения акус6707

тгтческой волпы в акус5 гооптическон ячейке, входная и выходная оптические системы вьпюлнепы в В1аде фокусиругацих J. систем линз, а фотоприемное устрой- СТ8О предстагАпяет собой натрин у фотоприемников в равнобедренного У рльюугольного треугольника с п фото лриемншсат-1 ; каждом катете п v ипо0 м енузе, бдин иг катетов которого па раляеле.ч лр.найке нзлу-чателей, а другой парзшгелен нзпрявлешда распространения axycTH reCKOu в 5кус- тоопт ПГйо..; ой ячейчсе, при этом фото- п:тгс ;Ч1и:и, расположенные вдоль rtmo- т. -;лп/зь( 57 лин;-:й параллельных ей,, пос лЕДОЕЗТ17:;ь о С1,-единеиы между собой.

„,,„„... ,«-.t-i

uz.1