Оптоэлектронный генератор импульсов Советский патент 1991 года по МПК H03K3/42 

Изобретение относится к импульсной технике, может использоваться в оптоэлек- тронных схемах автоматики и вычислитель- ной техники в качестве генератора, элемента памяти, световой индикации,

Целью изобретения является уменьшение потребляемой мощности, повышение стабильности, помехозащищенности.

На фиг.1 изображена принципиальная оптико-электрическая схема устройства; на фиг.2 - вольт-амперная характеристика (ВАХ) и соответствующие нагрузочные кривые для А-диода.

Устройство состоит ,из общей шины и шины питания, которые соединены через параллельно включенные делители напряжения, образованные попарно нагрузочным А-диодом 1,и А-диодом 2, фотоприемниками 3 и 4, электрооптическими затворами 5 и 6, 7 и 8. Средние точк указанных делителей объединены выходной шиной и соединены через токоогрйничительный резистор 9 с гальваническим входом 10 и непосредственно с электрическим выходом 11 устройства. Устройство также содержит постоянный излучатель 12 света, выполненный, например, на светодиоде. Кроме того, устройство имеет установочный и преуста- новочный входы 13 (R) и 14 (S), электрически развязанных от А-диода 2 и электрического выхода 11 за счет соответствующего соединения входа 13 (14)через последовательно соединенный токоограничивающие резистор 15 (16) и светодиод 17 (18) с общей шиной и оптического соединения светового выхода светодиода 17 (18) через светодиод электрического затвора 7 (8) со световым входом фотоприемника 4 (3). Выходная апертура электрооптического затвора 7 (8) выполнена в виде сумматора световых потоков от светодиода 17 (18) и соответствующего установочного (переустановочного) оптического входа 19 (20) устройства. С вето- вой поток постоянного излучателя 12 света направлен через световоды электрооптических затворов 5 и 6 на прямой и инверсный оптические выходы 21 (Q) и 22 (Q). Для обеспечения работы устройства А-диоды выбираются одного типа.

Устройство работает следующим образом

В процессе работы двоичные сигналы поступают либо на гальванический вход 10, либо на электрические R и S входы 13. 14, или непосредственно на оптические R и S входы 19 и 20 (фиг.1). По отношению к гальваническому входу 10 устройство работает как запоминающая ячейка. При напряжении на гальваническом входе 10 ниже нуля на

электрическом выходе 11 появляется О, при возрастании напряжения на входе 10 выше напряжения питания появляется 1. При нахождении сигнала на гальваническом

входе 10 между указанными уровнями на электрическом выходе 11 сохраняется логический сигнал, обусловленный последним предыдущим входным сигналом, вышедшим за указанный диапазон в ту или иную

сторону.

При подаче 1 либо на электрический R (З)вход 13(14), либо на оптический R(S)Bxofl 19 (20) на электрическом выходе 11 устанавливается О (1). При этом срабатывают

электрооптические затворы 5 (6), что обеспечивает формирование соответственно нулевого (единичного) светового сигнала на прямом (инверсном) оптическом выходе 21 (22).

При подаче одновременно двух сигналов 1 на входы 13, 14 устройство переходит в режим генерации, период которой обусловлен временными задержками срабатывания электрооптических затворов 7 и

8 фотоприемников 3 и 4. В начальный момент времени электрооптический затвор 7 закрыт, а затвор 8 открыт. Свет проходит на фотоприемник 3, его проводимость увеличивается, суммарная нагрузочная кривая 23

( А-диода 1 и фотоприемника 3) перемещается в верхнее положение относительно суммарной ВАХ 24 $. -диода 2 и фотоприемника 4), устройство переключается в состояние 1 (фиг.2). Электрооптический затвор

7 открывается, затвор 8 закрывается, свет прекращает поступать на фотоприемник 3 и начинает поступать на фоюприемник 4. Проводимость фотоприемника 3 уменьшается и суммарная кривая 23 ( А-диода 1 и

фотоприемника 3) перемещается в нижнее положение, в то же время свет, попадая на фотоприемник 4, увеличивает его проводимость и суммарная нагрузочная кривая 2 (А -диода 2 и фотоприемника 4) перемещается

в верхнее положение относительно суммарной ВАХ 23 (А-диода 1 и фотоприемника 3). Устройство переключается в состояние О. Далее процесс переключения повторяется. Соответственно с сигналом логического со0 стояния на электрическом выходе 11 изменяется сигнал на прямом оптическом выходе 21, а на инверсном оптическом выходе сигнал изменяется в противофазе. В режиме счетного триггера на оптические

5 входы R (S) 19 (20) либо на электрические входы 13 (14) необходимо подавать короткие импульсы длительностью при которой происходило переключение ячейки из одного в другое состояние с учетом реальных

задержек и их разбросов. Длительность этих импульсов должна быть ограничена максимальной длительностью для того, чтобы не было режима генерации и ложного переключения в исходное состояние. Период следования этих импульсов должен быть больше, чем максимальное время установления новых состояний электрооптических затворов, лишь после чего можно подавать следующий счетный импульс.

Устройство может иметь дополнительные оптические входы R (S) и непосредственно соединенные с фотоприемниками 3 и 4, что позволяет переключать устройство не анализируя состояния затворов, связанные с предыдущим состоянием самого устройства, что расширяет область использования.

По сравнению с прототипом устройство обладает следующими преимуществами: значительно уменьшается потребление мощности, гак как рабочая точка в обоих устойчивых состояниях выбрана в местах с наименьшим потреблением тока: вследствие того, что точки устойчивых состояний находятся на крутых склонах ВАХ Я-прибо- ров, а сами темновые сопротивления фото- приемников большие, то изменения фотосопротивлений меньше влияют н-а нестабильность выходных логических уровней О и 1, наряду с низким энергопотреблением, при этом снижается требование к подбору фоторезисторов, а также требования к разбросу параметров фотоприемников одного типа; повышается помехоустойчивость устройства, так как рабочая точка находится приблизительно в нуле и в Епит.

Формула изобретения

Оптоэлектронный генератор импульсов, содержащий последовательно соединенные и включенные между шиной

источника питания и общей шиной первый и второй фотоприемники, токоограни- чивающий резистор, один вывод которого соединен с входной шиной, первыйЯ- диод, 5 включенный между выходом генератора и общей шиной, прямой и инверсный оптические входы, первый и второй светодиоды анод второго светодиода соединен с общей шиной, первые входной и выходной оптоэ- 0 лектронные затворы между шиной питания и выходной шиной, вторые входной и выходной оптоэлектронные затворы - между выходной шиной и общей шиной, анод второго светодиода соединен с общей шиной, като5 ды первого и второго светодиодов соединены через соответствующие резисторы с прямым и инверсным электрическими входами, прямой оптический вход и световой выход первого светодиода оптически соеди0 нены через апертуру входного оптоэлект- ронного затвора с оптическим входом второго фотоприемника, инверсный оптический вход и световой выход второго светодиода соединены оптически через апертуру

5 второго оптоэлектронного затвора с оптическим входом первого фотоприемника, световой выход постоянного светоизлучателя соединен через апертуры первого и второго выходных оптоэлектронных затворов с пря0 мым и инверсным оптическими выходами, второй вывод токоограничивающего резистора, точки соединения первого и второго фотоприемников, вывод первого Д-диодэ подключены к выходу генератора, о т л и ч э

5 ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, повышения помехоустойчивости, введен второй Я-диод, соединенный последовательно с первым Я-диодом и включенный между шиной пта0 ния и выходом устройства.

24

/

23

I

X

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в оптоэ- лектронных схемах автоматики и вычислительной техники в качестве генератора, элемента памяти, элемента световой индикации. Целью изобретения является уменьшение потребляемой мощности, повышение стабильности и помехозащищенности. Оптоэлектронный генератор импульсов содержит общую шину и шину питания, которые соединены через параллельно включенные делители напряжения, образованные попарно нагрузочным Я-диодом 1 и Я-диодом 2. фотоприемники 3 и 4, электрооптическими затворами 5 и 6, 7 и 8. Генератор также содержит токоограничительный резистор 9, гальванический вход 10, электрический выход 11, постоянный излучатель 12 света, выполненный на светодисде, установочный 13 и переустановочный 14 входы, токоограничивающие резисторы 15 и 16, светодиоды 17 и 18, оптические входы 19 и 20, прямой и инверсный оптические выходы 21 и 22 соответственно. 2 ил. ел с 16 г-CZbZJ/4 W о N) Јь

24

24

Фиг. 2

IT