ВРЕМЯИМПУЛЬСНЫЙ МНОГОУСТОЙЧИВЫЙ ЭЛЕМЕНТ Советский патент 1969 года по МПК H03K3/14 

Предлагаемое устройство относится к оптоэлектронике и вычислительной технике и предназначено для использования в оптоэлектронных вычислительных устройствах.

Известен многоустойчивый оптоэлектронный фазоимпульсный элемент, содержащий источники и приемники света, резисторы и коЕ1депсаторы. В известных элементах применение гальванической связи между звеньями устройства снижает их помехозащищенность и приводит к усложнению устройства.

Предложенное устройство содержит фотоприемники, например, фоторезисторы, управляемые источники света, например, электролюминесцентиые конденсаторы, интегрирующее звено и резисторы и отличается тем, что в нем фотоприемники подключены одним концом к отрицательной шине источника питания, причем два из них, соединенные другими концами с резисторами, образуют управляемые делители напряжения и соединены между собой через диод и источник выходного управляющего светового потока, связанного оптически с третьим фотоприемником, который с последовательно соединенным с ним резистором также образует делитель напряжения, подсоединенный к интегрирующему звену, выход последнего подсоединен к источнику светового потока обратной связи, оптически связанному со вторым фотоприемником.

Это позволяет упростить устройство, повысить быстродействие, помехозащищенность, обеспечить возможность микроминиатюризации. В основу работы положен принцип фотоэлектронного преобразования физических величин, где световой луч молсет выполнять функции входного, выходного и управляющего сигнала, элемента связи и преобразую1дего звена.

На фиг. 1 показана общая блок-схема времяимпульсного оптоэлектронного многоустойчивого элемента; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу описываемого элемента; на фиг. 3 - принципиальная схе.ма устройства.

Устройство содержит компаратор /, интегрирующее звено 2, преобразователь 3 обратной связи и выполнено на фотоприемниках, например, фоторезисторах и управляемых источниках света УИС и УИС-2. Компаратором служит диод Д в сочетании с двумя делителями, первый из которых содержит резистор RI и фотоприемник ФП-, на который поступает входной световой поток L, имеющий вид периодической ступенчатой функции,

а второй делитель состоит из резистора и

ром равенства напряжения на делителях или в случае идентичности коэффициентов нреобразования последних (как в предлагаемом устройстве), равенства светового потока обратной связи L обр. ев и входного светового потока LBX вырабатывает в момент выполнения этого равенства импульсные световые потоки Lyn и выходные потоки

Интенгрирующнм звеном служит цепочка, состоящая из емкости С и резистора , на которую поступают электрические импульсы от делителя, содержащего резистор R и фотоприемник ФЯ2, управляемый импульсным световым потоком Lyn. Постоянная времени интегрирующего звена Тф С значительно превышает период Т входного светового потока LBX .

Преобразователем обратной связи является электролюминесцентный управляемый напряжением источник света УЯСа с больщим внутренним сопротивлением, который преобразует выходное напряжение (7ф интенгрирующего звена в пропорциональный световой поток обратной связи Lo6p.ев

Пусть в некоторый начальный момент входной световой поток достигает величины, равной световому нотоку обратной связи. При этом соотношение плеч обоих делителей jRi-ФПг и R2-ФПz компаратора таково, что положительный потенциал, прикладываемый к катоду диода Д, становится ниже положительного потенциала, нрикладываемого к аноду. В этом случае диод Д открывается и через управляемый электролюминесцентный источник света УИС протекает ток. При этом на его выходе появляются световые потоки /-дых и Lyn . Первый из них является выходным сигналом устройства, а второй, выполняя роль элемента связи, поступает на фотонриемник ФЯг. При поступлении на фотонриемник ФП заднего фронта светового потока величина напряжения, спимаемого с делителя 1-ФП увеличивается, превышая напряжение, прикладываемое к аноду диода Д, которое обусловлено величиной светового нотока обратной связи, диод Д закрывается, и формирование световых потоков Lyn и оканчивается.

Таким образом, длительность указан плх световых импульсов при постоянных параметрах входного светового потока LBX зависит от величипы светового сигнала обратной связи.

С поступлением светового потока Lyn на фотоприемник ФЯ2 величина его сопротивления уменьо:ается, и на резисторе R формируется электрический имнульс. U KLy, длительность которого обусловлена длительностью светового потока Lyn.

Поскольку входной световой поток представляет собой периодическую функцию, то световые нотоки Lgbix и Lyn и, соответственно, электрические импульсы I) представляют периодическую последовательность импульсов с постоянным периодом Т следоваиия.

Эта периодическая последовательность электрических импульсов и поступает на интегрирующую цепочку R-i,-С. Выходное напряжение Ьф интегрирующего фильтра, снимаемое

с емкости С, при периоде следования световых импульсов Т const определяется длительностью t электрических сигналов.

Наиряжение Ьф поступает па электролюминесцентный источник света УЯСа. Сопротивление последнего близко к величине сопротивления утечки конденсатора, что исключает шунтирующее влияние источиика света УИС- на интегрирующее звено. Получаемый с выхода источника света УИС световой поток обратной связн L обр. ев поступает па фотоприемник ФЯз второго делителя компаратора. Величина этого светового потока определяет значение напряжения, прикладываемого к аноду диода Д, и тем самым момент срабатывания

компаратора, что обуславливает длительность выходного и управляющего световых импульсов.

Световой поток обратной связи Lo6p. ев замыкает цепь обратной связи предлагаемого

устройства.

Пусть при поступлении первой, а не второй, ступепьки светового потока Lg открывается диод Д, и на его выходе появляются световые потоки L уд и LBUX длительность которых в

,Т f

данном случае оудет на - (где я - число ступенек в одном периоде Т входного сигнала) меньше, чем при срабатывании от второй ступеньки. Получаемый при этом электрический fp

импульс будет также короче на величину - .

Ввиду того, что постоянная времени интегрирующего фильтра значительно больше периода Т входного светового потока LBX , напряжение f/ф на выходе последнего не может резко измениться за время, большее нескольких периодов Т входного сигнала. В связи с этим величина светового потока L обр. ев не

меняется в течение такого же времени и в следующем периоде входного светового потока LBX, срабатывание комиаратора происходит при поступлении на вход устройства второй ступеньки входного потока Lgx.

Таким образо.м, устройство во всех случаях возвращается в исходное устойчивое состояние, что достигается применением в нем интегрирующего фильтра с постоянной времени, значительно больщей периода Т входного светового потока LBXПереход из одного устойчивого состояния в другое легко реализуется путем кратковременного шунтирования интегрирующей емкости С, че.м обеспечивается установка эле.мента

в желаемое устойчивое состояние.

Предложенное устройство обладает как динамическим признаком состояния устойчивого равновесия - длительностью выходного светового импульса, так и статическим - велипозволяет значительно расширять область его применения.

Простота конструкции, а также согласования и стыковки с устройствами, имеющими оптический вход и выход, открывает широкие возможности использования описываемого устройства в оптоэлектронных системах обработки информации. Применение в качестве фотоприемников и источников света пленочных элементов позволяет выполнять устройство в виде планерной схемы, все элементы которой получены путем напыления.

Предмет изобретения

Времяимпульсный многоустойчивый элемент, содержащий фотоприемники, например, фоторезисторы, управляемые источники света, например, электролюминесцентные конденсаторы, интегрирующее звено и резисторы, огличаюи(ийся тем, что, с целью упрощения, микроминиатюризации, повышения быстродействия и помехозащищенности, в нем фотоприемники подключены одним концом к отрицательной щине источника питания, причем два из них, соединенные другими концами с резисторами, образуют управляемые делители напряжения и соединены между собой через

диод и источник выходного управляющего светового потока, связанного оптически с третьим фотоприемником, который с последовательно соединенным с ним резистором также образует делитель напряжения, подсоединенный к интегрирующему звену, выход последнего подсоединен к источнику светового потока обратной связи, оптически связанному со вторым фотоприемником.

-J T lJT l. 3

ви

LJ IJ I/a, L

Кы.

- t

i-обр. с в