Фотоэлектрическое синусно-косинусное множительное устройство Советский патент 1993 года по МПК G06G7/161 

Изобретение относится к аналоговым электромеханическим вычислительным устройствам, предназначено для умножения произвольной функции, заданной в виде электрического напряжения, на гармонические зависимости sin ш t и cos и может использоваться в аппаратуре гармонического анализа, например, для экспериментальных исследований нестационарных аэродинамических характеристик летательных аппаратов.

Целью изобретения является повышение точности работы.

На фиг,1 представлена конструкция предлагаемого ус гройства; на фиг.2 - то же, продольный разрез; на фиг.З - то же, сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - принципиальная электрическая схема устройства.

Фотоэлектрическое синусно-косинус- ное множительное устройство содержит источник света, выполненный в виде электролюминесцентного излучателя и состоящий из двух частей 1 и 2, конденсор: 3, фоторезисторы 4-7 и механический модулятор, выполненный в виде двух цилиндрических эксцентриков 8 и 9, установленных на валу 10 под углом 90° относительно друг друга. Фоторезисторы 4 и 5 оптически связаны через конденсор: 3, который служит для формирования равномерных световых потоков, с первым цилиндрическим эксцентриком 8, а фоторезисторы 6 и 7 аналогич,-ю

00

КЗ

ным образом - с вторым цилиндрическим эксцентриком 9, причем все фоторезисторы размещены в плоскости, параллельной оси вращения вала 10.

Каждая часть 1 и 2 источника света вы- полнена в виде полого цилиндра и установлена соосно на боковой поверхности отдельного цилиндрического эксцентрика 8 и 9, Стенка полого цилиндра отдельной части источника света имеет многослойную концентричную структуру в виде чередующихся и, .периферии металлического электрода 11, эледтролюминесцентного слоя (например, на основе порошкового фосфо- ра) 12, прозрачного электрода (например, из окиси олова) 13 и защитного покрытия (например, из прозрачного изоляционного лака) 14. Металлические электроды 11 и прозрачные электроды 13 частей 1 и 2 источника света соединены последовательно друг с другом посредством электроприводных перемычек 15 и 16. Внешние диаметры полых цилиндров частей 1 и 2 источника света равны высоте светочувствительного слоя фоторезисторов 4-7, причем одна из внешних образующих каждого полого цилиндра источника света совпадает с осью вращения вала 10. На сторонах противоположных торцов цилиндрических эксцентриков-8 и 9 на их валу 10 расположены подвижные токоподводы в виде двух коллекторных колец 17, 18 и контактирующих с ними соответствующих неподвижных щеток 19, 20. Металлические электроды 11 и прозрачные электроды 13 через двухканальный щеточно-коллекторный узел из элементов 17-20 подвижного токоподвода подключены к источнику 21 высокочастотного напряжения постоянной величины. Все элементы устройства заключены в светонепроницае- мый корпус, и однотипные их виды имеют идентичные параметры.

Электрическая схема устройства (фиг.4) включает два дифференциальных фоторези- сторных моста 22 и 23 с фоторезисторами 4, 5 и 6,7 в активных плечах и резисторами 24, 25 и 26, 27 в пассивных плечах соответственно. Одни диагонали мостов 22 и 23 подключены к источнику 28 входного сигнала, например, в виде напряжения U(t), а другие их диагонали связаны с выходами 29 и 30 устройства.

Работает фотоэлектрическое синусно- косинусное множительное устройство следующим образом.

После подачи от источника 21 высокочастотного напряжения на электроды 11 и 13 осуществляется возбуждение электролюминесцентных слоев 12 частей 1 и 2 источника света, приводящее- к их свечению. При этом

в результате вращения вала 10 с угловой скоростью о осуществляется модуляция освещаемых площадок светочувствительных слоев фоторезисторов 4-7, причем попарно-дифференциально, например, у фоторезисторов 4 и 5, размещенных напротив цилиндрического эксцентрика 8, по закону sin 0)1, а у фоторезисторов 6 и 7, размещенных напротив цилиндрического эксцентрика 9, по закону cos ш t. Соответственно изменяются сопротивления фоторезисторов 4-7, в частности:

.5(t) R0 ±AR slnon, Кф 6,(t) Ro ± A R cos 0) t, где Ro - среднее значение сопротивления фоторезистора;

A R sin о t и A R cos со t - приращение сопротивления фоторезистора.

Согласно известному свойству одинарных (четырехплечных) резистивных мостов производить умножение электрического сигнала во входной диагонали на функцию изменения сопротивлений активных плеч, на.выходных диагоналях мостов 22 и 23 получаем электрические сигналы, пропорциональные:

у моста 22 - lh(t) U(t)-siri on, у моста 23 - L)2(t) U(t) -cos a) t, Таким образом, при непрерывном вращении вала 10-е угловой скоростью ш на выходах 29 и 30 устройства получаем электрические сигналы, кратные произведениям входного сигнала U(t) на синусную и косинусную гармонические зависимости. Формула изобретения Фотоэлектрическое синусно-косинус- ное множительное устройство, содержащее дифференциальные фоторезистивные мосты, одни диагонали которых подключены к источнику входного сигнала, а другие диагонали мостов связаны с выходами устройства, механический модулятор, выполненный в виде двух цилиндрических эксцентриков, установленных на валу под углом 90° относительно друг друга, источник света и конденсатор, фоторезисторы фоторези- стивных мостов размещены в плоскости, параллельной оси вращения вала, и оптически связаны с источником света через конденсор,; отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, источник света выполнен в виде электролюминесцентного излучателя и состоит из двух частей, каждая из которых выполнена в виде полого цилиндра и установлена соосно на боковой поверхно.сти отдельного цилиндрического эксцентрика механического модулятора, одна из внешних образующих каждого полого цилиндра источника света совпадает с осью

вращения вала, устройство снабжено источ- рез двухканальный щеточно-кол лектории и ником высокочастотного напряжения, при узел подвижного токоподвода подключен к этом электролюминесцентный излучатель че- источнику высокочастотного напряжения.

Фиг.З

Изобретение относится к аналоговым электромеханическим вычислительным устройствам и может быть использовано, например, для экспериментальных исследований нестационарных аэродинамических ха- рактеристик летательных аппаратов. Сущность изобретения; устройство содержит источник света, выполненный в виде электролюминесцентного излучателя и состоящий из двух частей, конденсор, фоторезисторы, механический модулятор, выполненный в виде двух цилиндрических эксцентриков, установленных на валу под углом 90° относительно друг друга источник высокочастотного напряжения, подключенный через двухканальный щеточно-коллек- торный узел подвижного токоподвода к электролюминесцентному излучателю. Каждая часть источника света выполнена в виде полого цилиндра и установлена соосно на боковой поверхности отдельного цилиндрического эксцентрика. 4 ил. (Л

ФиъЛ