ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ Советский патент 1973 года по МПК H03K19/14 

1

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для параллельной обработки дискретной информации.

Известно устройство для «конъюнкции оптических сигналов содержащее источники входных переменных электроннооптические преобразователи (ЭОП), оптическую еуммирующую систему.

Однако известное устройство имеет сравнительно невысокое быстродействие и большое потребление мощности.

Целью изобретения является повышение быстродействия и уменьшение потребляемой мощности.

Для этого устройство содержит блок управления входными и Выходными ЭОП, состоящий из уоилителей-формирователёй, линий задержки, схем «И, триггера, счётчика И схемы совпадения, амплитудный фильтр.

Массивы входных логических переменных представляются в виде изображений на устройствах индикации ЭВМ иЛй Оптических запоМинающих устройств или на фотопленке.

Каждой переменной соответствует определенный участок изображений. Одна из двух градаций яркости на этоМ участке определяет значение логической переменной. Изображения-Массивы входных переменных при п6моШ,й электроннооптичёской системы некоторое врёмя поочередно проектируются на слой л дМйнофора. Каждое изображение проектируется Ограниченное вреМя А/.

Частота появления изображения одного Массива логических переменных на люминофоре равна /Т, где Т - время, равное или неМНОго большее времени затухания свечения люминофора при данной максимальной яркости участка входного изображения . Совместная частота появления массивов логических переменных рав«а приблизительно 2/Т. Участки люминофора, соответствующие тем участкам изображений массивов входны.х логаческих переменных, которые имеют максимальную яркость на двух изображениях, будут возбуждаться с частотой 2/Т, участки люминофора, соответствующие участкам изображений Массивов входных логических переменных, на одном из которых яркость миниМальна, а на другом максимальна, будут возбуждаться с частотой 1/Г, а участки люминофора, соответствующие участкам изображений входных массивов логических переменных, яркость обоих изображений которых минимальна, возбуждаться не будут.

На тех участках люминофора, где частота возбуждения равна 2/Т, период возбуждения Т/2, мгновенная яркость участка люминофора будет возрастать до яркости насыщения люминофора. На участках люминофора, где частота возбуждения равна 1/7, во время возбуждения яркость будет достигать некоторого значения BI, а к концу периода Т будет падать до нуля.

Таким образом, после нескольких периодов возбуждения участки люминофора, возбуждаемые с частотой 2/Т, будут иметь яркость BZ, где . Так как после снятия возбуждения яркость уменьшается по экспоненте, то

t

B,Bie а В, в1е ,

где т - постоянная времени. Поэтому, учитывая, что В° Bi по прошествии времени после проецирования последнего входного изображения, на люминофоре будут иметь максимальную яркость те участки изображения, которые возбуждались с частотой 2/Т. Эти участки соответствуют участкам тех логических переменных, яркость двух входных изображений которых была максимальна, то есть обе переменные имели значения 1.

Таким образом, реализуется логическая функция «конъюнкция двух переменных.

Для проецирования изображений массивов входных переменных, расположенных на экранах индикаторов ЭВМ или оптического запоминающего устройства, или на фотопленке, используются электроннооптические преобразователи с электронным затвором и оптическая система, которая проецирует изображения на фотокатод электроннооптического преобразователя.

Элементарные участки люминофорного экрана этого ЭОП выполняют функции схем «конъюнкция двух переменных. Между экраном этого ЭОП и фотокатодом помещенного за ним выходного ЭОП с электронным затвором расположен амплитудный фильтр, служащий для уменьшения помех, возникающих вследствие неоднородности люминофора экрана. ф|ильтр представляет собой тонкую пла стинку с одинаковым по всей ее площади, коэфф.ициентом пропускания света, достаточным для уменьщения помех. Входные затворы и выходной затвор открываются по сигналам из блока управления.

Изобретение пояснено чертежами.

На фиг. 1 приведены совмещенные во времени графики яркости элементарных участков входного и выходного изображений при возбуждении люминофора с частотой 1/Г; на фиг. 2 - графики яркости элементарных участков входного и выходного изображений при возбуждении частотой 2/Т; «а фиг. 3 тонкой сплошной линией изображены графики яркости элементарных участков входного и выходного изображений при проецировании на люминофор изображения первого массива логических переменных, штриховой линией представлены графики яркости элементарных участков входного и выходного изображений при проецировании на люминофор изображения второго массива логических переменных. Жирной сплошной линией показан график яркости

элементарных участков выходного изображения, на которые проецируются яркие участки первого и Второго изображений массивов входных переменных.

Ввх - яркость элементарного участка входного изображения,

5вых - яркость элементарного участка выходного изображения.

На фиг. 4 приведен пример организации первого и второго массивов логических переменных,

где ,2...п - номер строки в массиве, / 1,2 ... от - номер столбца в массиве, - номер элементарного участка и обозначение лопической переменной первого входного массива логических переменных.

xzij - номер элементарного участка и обозначение логической переменной второго входного массива логических переменных, Xij - номер элементарного участка и обозначение значения функции «конъю вкция двух переменных выходного изображения - массива значений функций «конъюнкция двух переменных. Xnj, Хгц, Xij равны 1 при максимальном значении яркости соответствующих учасиков изображений. На фиг. 4 участки с яркостью 1 заштрихованы.

На фиг. 5 приведено изображение массива значений .логических функций «конъюнкция двух переменных при использовании входных массивов / и //, приведенных на фиг. 4, причем

- ijНа фиг. 6 приведена блок-схема устройства. Оптические связи обозначены стрелками.

Устройство состоит из индикаторных экранов 1 и 2, входных электроннооптических преобразователей 3 и 4 с электронным затвором,

оптической суммирующей системы 5, электроннооптического преобразователя 6, амплитудного фильтра 7, выходного электроннооптического преобразователя 8 с электронным затвором, усилителей-формирователей 9, 10, 11,

линий задержки 12, 13, 14. Время задержки линий 12, 13 tz одинаково и таково, чтоГ/2 4 Г,

где Т - время послесвечения люминофора, экрана электроннооптического преобразователя при данной яркости участков входных изображений.

Время задержки линий 14 немного больше времени установления потенциалов счетчика 15 и схемы сравнения 16.

В устройство также входят схемы «И 17, 18, 19 и триггер 20.

Устройство работает следующим образом. Запускающий импульсный сигнал поступает на единичный вход триггера 20 и на входусилителя-формирователя 9, импульс с выхода которого поступает на управляющие электроды- ЭОП 4. ЭОП 4 открывается, и изображение входного массива, расположенного на экране 2, с экрана ЭОП оптической системой

5 проецируется на фотокатод ЭОП 6. На люминофорном экране ЭОП возбуждаются участки, соответствующие ярким участкам изображения на экране 2. Импульс с выхода усилителя-формирователи 9 поступает также на вход линии задержки 12 и через время t такое, что .T запускает усил итель-формарователь 10, импульс с выхода которого открывает электронный затвор ЭОП 3.

Изображение входного массива, расположенного на экраие 1, с экрана ЭОП 3 оптической системой 5 проецируется на ту же площадку фотокатода ЭОП 6, на которую проецировалось изображение с экрана 2. На люминофорном экране ЭОП возбуждаются участки, соответствующие ярким участкам изо,бражения на экране 1.

Импульс с выхода усилителя-формирователя 10 также поступает на вход линии задержки 13, с выхода которой поступает на Импульсный вход схемы «И 17, с выхода которой по единичному состоянию триггера 20 поступает на вход усилителя-формирователя 9 и на вход счетчика 15, добавляя в него 1.

Описанный цикл будет повторяться до тех пор, пока содержимое счетчика не станет ранно двоичному числу, зафиксированному в схеме сравнения 16. Импульс, с выхода линии задержки 13 через схему «И 17 поступивший на вход счетчика 15, после сравнения содержимое счетчика с числом, зафиксированным на схеме сравнения 16, поступает через схему «И 17 по единичному состоянию триггера 20 на вход усилителя-формирователя 9 и запускает последний цикл работы устройства. Этот же импульс через линию задержки 14, время задержки которой немного больше времени установления потенциалов триггеров счетчика 15 и схемы сравнения 16, поступает на схему «И 18 и по разрешающему потенциалу со схемы сравнения 16 поступает на установку в нулевое состояние триггера 20 и счетчика 15.

Импульс, поступающий после этого с линии задержки 13, не пройдет через схему «И 17, так как триггер 20 установлен в нулевое состояние, не пройдет через схему «И 18, так как счетчик 15 сброшен в «О и нет разрешающего потенциала на выходе схемы сравнения 16. Этот импульс пройдет через схему «И 19 по разрешающему потенциалу нулевого плеча триггера 20 и поступит на вход задержанного усилителя-формирователя 11, который выдает импульс открытия электронного затвора ЭОП 8 с задержкой, достаточной для

полного затухания яркости участков люминофора ЭОП 6, возбуждавшихся с частотой 1/Г. С экрана выходного ЭОП 8 с электронным затвором изображение выходного массива значен1 й функций «конъюнкция двух переменных передается для хранения или дальнейшей обработки.

Предмет изобретения

1.Устройство для «конъюнкции оптических сигналов, содержащее источники входных переменных, электроннооптические преобразователи (ЭОП), оптическую суммирующую систему, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения потребляемой мощности, оно содержит блок управления входными и выходными ЭОП, амплитудный фильтр, расположенный между выходным ЭОП и промежуточным ЭОП, помещенным за оптической суммирующей системой, которая оптически связана со входными ЭОП, установленными за источниками входных переменных, выполненными в виде индикационных экранов.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления ЭОП содержит усилители-формирователи, линии задержки, схемы «И, триггер, счетчик и схему сравнения, выход цепочки последовательно соединенных первого усилителя-формирователя, выход которого подключен к первому входному ЭОП, первой линии задержки, второго усилителяформирователя, выход которого подключен ко второму входному ЭОП, и второй линии задержки, подключен к первому входу схемы «И, ко второму входу которой подключен первый выход триггера, к третьей линии задержки и к первому входу второй схемы «И, второй вход которой подключен ко второму выходу триггера, а выход - через третий усилитель-формирователь :подключен к выходному ЭОП, выход первой схемы «И подключен к первому усилителю-формирователю и к первому входу счетчика, второй вход которого подключен к выходу третьей схемы «И, связанному с первым входом триггера, второй вход которого соединен с источником управляющих сигналов, а выход счетчика подключен к схеме сравнения, выход которой подключен к первому входу третьей схемы «И, второй вход которой подключен к выходу третьей линии задержки.

%«

Bfx

П П . ,.;iin njfi П

(Рц,г. f

.../

Фиг. 2.

i

Be.

П П 1 П i fl П

J.

/ .../..w

/, Z...J... т

f:

2 i ,

ix,y.

Фиг,if

f 2... ... от

;

2 i

Wii

n

(Риг. 5