Фотоприемное устройство для считывания голограмм Советский патент 1991 года по МПК G11C11/42 

Устройство предназначено для использования в голографических запоминающих устройствах в области вычислительной техники.

Целью изобретения является повышение надежности считывания двумерных оптических сигналов, представленных в парафазном коде, при повышенном быстродействии.

На фиг. 1 представлена схема фотоприёмного устройства для считывания голограмм; на фиг, 2 представлен блок Выделения первого импульса; на фиг. 3 представлены временные диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит матричный фотоприемный блок 1, все нечетные и все четные выходные шины которого подключены соответственно через первый 2 и второй 3 коммутаторы к первому и второму входам дифференциального усилителя 4, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 5 и к входу блока 6 выделения знака сигнала AU (выполненного на полупроводниковых диодах). Выходная шина преобразователя 5 подключена к первым (информационным) входам первого 7 и второго 8 регистров, выходные шины которых подключены соответственно к первым и вторым входам блока 9 вычитания (выполненного на суммат.оре и логических элементах НЕ). Выходная шина блока вычитания подключена к первым входам первого 10и второго 11 блоковсравнения(навторые входы которых поступают соответственно коды положительного (+Unop) и отрицательного (-Unop) порогового значения напряжения (источник не входит в состав устройства). Выход первого блока 10 сравнения подключен к первому информацион- |ному входу триггера 12 и к первому входу элемента ИЛИ 13, к второму входу которого ,подключен выход второго блока 11 сравне- ,ния. Выход элемента ИЛИ 13 подключен к первому входу элемента И 14. Выход блока 6 связан с управляющим входом блока 9 вычитания, а также с управляющими входами первого блока 10 сравнения и через элемент НЕ 15 второго блока 11 сравнения. Первый выход блока 16 выделения первого импульса (на вход которого поступают синхросигналы с частотой f) подключен к синх- ровходу первого регистра 7. Второй выход блока выделения первого импульса подключен к синхровходу второго регистра 8 и к второму входу элемента И 14, выход которого подключен к второму синхровходу триггера 12 и является выходом разрешения опроса считывателя. Выход триггера 12 является информационным выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Спроецированное на фотоприемный

блок 1 изображение с голограммы преобразуется им в электрические сигналы, начинается процесс считывания бита информации, регистрируемого одновременно парой ячеек данного разряда блока 1, разрядные шины которого коммутируются первым 2 и вторым 3 коммутаторами соответственно с первым и вторым входами дифференциального усилителя 4. Сигналы с пары ячеек в

начальный момент времени из-за разброса значений темновых токов ячеек блока 1 (фиг. За) имеют значения Uio и Uao, а на выходе усилителя 4 присутствует значение начальной разности этих сигналов AUo UicrU20,

которая может быть либо положительной, либо отрицательной в зависимости от соотношения сигналов (фиг, 36). Далее Ли поступает на вход блока 6 выделения знака сигнала Ли, на выходе которого появляется

лог. Г при или лог. О при , и на вход аналого-цифрового преобразователя 5, который преобразует аналоговый сигнал в цифровой двоичный код. Двоичный код разности Ли с выхода преобразователя

поступает на информационные входы первого 7 и второго 8 регистров. Двоичный код начальной разности Л Do в начальный момент времени записывается в первый регистр 7 по первому синхроимпульсу fi,

поступающему на второй вход регистра 7 с первого выхода блока 16 выделения первого импульса, и с выходов регистра 7 код AUo поступает на первые входы блока 9 вычитания. В последующие моменты времени по

мере измерения значения разности считываемых сигналов Ли (т.е. по мере накопления заряда ячейками блока) цифровые коды Ли записываются по остальным синхроимпульсам (f2, fa fn, где п - любое целое

ь число) во второй регистр 8 (h, тз,..., fn поступают на второй вход регистра 8) и с выхода регистра 8 коды Л U поступают на вторые входы блока 9 вычитания. С выхода блока 6 выделения знака сигнала Ли сигнал посту0 пае. на управляющий вход блока 9 вычитания, который определяет разность сигналов Лив двоичном коде с учетом знака этой разности в начальный момент времени - Ли0 и в момент времени t-AUt, т.е. опреде5 ляется фактическое приращение (измене- ние)д AU разности сигналов с пары ячеех, а именно

dAU AUt-AUbДалее фактическое изменение д A U (в двоичном коде) во все последующие моменты времени процесса считывания поступает на первые входы блоков 10 и 11 сравнения, на вторые входы которых поступают коды положи- 5 тельного порогового напряжения (+Unop) и отрицательного порогового напряжения (- Unop) соответственно. Величина Unop задается с учетом уровня темповых токов блока, разброса ее пороговой чувствительности и 10 требуемого контраста в восстановленном изображении. Значение Unop в каждом конкретном случае выбирается исходя из требований необходимой достоверности считывания, с одной стороны, и необходи- 15 мого быстродействия тракта считывания, с другой стороны. Точность считывания, в свою очередь, определяется разрядностью аналого-цифрового преобразователя и всех цифровых устройств считывателя и частотой 20 синхроимпульсов f.

На управляющие входы блоков 10 и 11 сравнения поступают сигналы разрешения сравнения текущего приращения дДи и 25 порогового напряжения Unop с выхода блока 6 выделения знака сигнала AU - на блок

10сравнения и через элемент НЕ 15 нз блок

11сравнения, т.е. а зависимости от того, положительна (записана лог. Г в парафаз- 30 ном коде) или отрицательна (записан лог. О в парафазном коде) разность сигналов пары ячеек блока 1, срабатывает первый или второй блок сравнения при достижении

риращения разности д A U значения Unop. 35

Значение лог. Г, поступающее либо с выхода первого блока 10 сравнения на первый вход элемента ИЛИ 13, либо с выхода второго блока 11 сравнения на второй вход элемента ИЛИ 13, далее с выхода элемента 40 ИЛИ 13 поступает на первый вход элемента И 14 и разрешает прохождение синхроимпульса f с выхода блока 16 через элемент И 14 на управляющий вход триггера 12, на информационный вход которого поступает 45 сигнал лог. 1 или лог, О (соответствующий записанному биту информации в пару считываемых ячеек блока) с выхода первого блока 10 сравнения и регистрируется триггером 12. Таким образом, на первом выходе 50 устройства (выходе элемента И 14) присутствует сигнал разрешения опроса бита информации считываемой пары ячеек блока 1, а на втором выходе считывателя (выходе

триггера 12)- бит информации, считанный с данной пары ячеек.

Формула изобретения Фотоприемное устройство для считывания голограмм, содержащее матричный фотоприемный блок, нечетные и четные разрядные шины которого подключены к информационным входам соответственно первого и второго коммутаторов, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам дифференциального усилителя, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен к информационному входу первого регистра, первый блок сравнения, выход которого подключен к первому входу D-триггера и к первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого является выходом разрешения опроса устройства и подключен к второму входу D-триггера, выход которого является информационным выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности считывания двумерных оптических сигналов, представленных в парзфазном коде, при повышенном быстродействии, в него введены второй регистр, блок вычитанич. второй блок сравнения, блок выделения знака сигнала, блок выделения первого импульса и элемент НЕ, причем информационный вход второго регистра соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выходы первого и второго регистров подключены соответственно к первому и второму входам блока вычитания, выход которого подключен к первым входам первого и второго блоков сравнения, вторые входы которых подключены к выходам соответственно источников положительного и отрицательного пороговых напряжений, выход дифференциального усилителя подключен к входу блока выделения знака сигнала, выход которого подключен к управляющим входам блока вычитания, первого блока сравнения и через элемент НЕ к входу второго блока сравнения, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, первый выход блока выделения первого импульса подключен к управляющему входу первого регистра, второй выход блока выделения первого импульса подключен к управляющему входу второго регистра и второму входу элемента И.

Изобретение предназначено для использования в голографических запоминающих устройствах, Цель изобретения - повышение надежности считывания двумерных оптических сигналов, представленных в парафазном коде, при повышенном быстродействии. Устройство содержит фотоприемный блок 1, подключенный через коммутаторы 2 и 3 к дифференциальному усилителю 4, выход которого подключен к аналого-цифровому преобразователю 5 и к входу блока 6 выделения знака сигнала. Аналого-цифровой преобразователь 5 подf/e-/6rr nt ie ш.инь1 ключей к информационным шинам первого 7 и второго 8 регистров, выходные шины которых подключены к первым и вторым входам блока 9 вычитания. Выход последнего подключен к первым входам первого 10 и второго 11 блоков сравнения, к вторым входам которых подключены источники опорного напряжения. Выход первого блока 10 сравнения подключен к первому информационному входу D-триггера 12 и к первому входу элемента ИЛИ 13, к второму входу которого подключен выход второго блока 11 сравнения. Выход элемента ИЛИ 13 подключен к первому входу элемента И 14, выход блока 6 выделения знака сигнала связан с управляющим входом блока 9 вычитания и с управляющими входами первого блока 10 сравнения и через элемент НЕ 15 второго блока 11 сравнения. Первый выход блока 16 выделения первого импульса подключен к синхроводу регистра 7, второй выход - к синхровходу регистра 8 и к второму входу элемента И 14, выход которого подключен к второму входу D-триггера 12 и является выходом разрешения опроса. Выход триггера является информационным выходом устройства. 3 ил. со с Os со CJ о vj ю