Оптоэлектронный полусумматор Советский патент 1976 года по МПК G06F7/56 

На фиг. 1 приведена схема описываемого полусумматора; на фиг. 2 - положения нагрузочной прямой для предусмотренных режимов работы. Полусумматор содержит фотоприемник 1 (например, фоторезистор), туннельный диод 2, развязывающий транзистор 3, амплитудные оптические модуляторы 4 и 5, внешние источники света 6 и 7, резисторы 8, 9, 10 и 11. К клеммам 12 и 13 подключается источник постоянного напряжения Е. К клеммам 14 подводится дополнительный источник постоянного (смещающего) напряжения. В полусумматоре используются в качестве модуляторов света жидкие кристаллы, которые пропускают свет при отсутствии прикладываемого к ним напряжения. Входная информация подается в виде световых потоков X и У на фотоприемник 1. Выходные сигналы снимаются с амплитудных оптических модуляторов 4 и 5. «Единица означает наличие светового сигнала, а «ноль - его отсутствие. Амплитудный оптический модулятор 5 служит для получения сигнала суммы il , а амплитудный оптический модулятор 4 - для получения сигнала «Перенос (Р) в следующий разряд. Резисторы 8, 9, 10 и 11 образуют делитель напряжения. Параметры схемы подбирают так, чтобы при фоновой засветке к амплитудным оптическим модуляторам 4 и 5 было приложено напряжение, делающее их прозрачными для оптического излучения. Этому состоянию схемы соответствует нагрузочная прямая а с координатами рабочей точки /i, f/i (где /i - ток в цепи, а f/i - падение напряжения на туннельном диоде 2). При засветке фотоприемника 1 одним из световых потоков X -к У его сопротивление уменьшается, нагрузочная прямая занимает положение I с координатами рабочей точки /2, (/2. Основное падение напряжения в цепи источника постоянного напряжения Е происходит на резисторе 11. Однако за счет встречного включения дополнительного источника постоянного напряжения и основного источника постоянного напряжения Е получаем на резисторе И незначительное падение напряжения, которое открывает амплитудный оптический модулятор 5 при наличии оптического излучения; сигнал на выходе суммы соответствует «1. Напряжение f/2 недостаточно для отпирания развязывающего транзистора 3, поэтому на резисторе 8 наблюдается высокое падение напряжения за счет дополнительного источника постоянного (смещающего) напряжения. Следовательно сигнал . При засветке фотоприемника 1 двумя световыми потоками X и У вследствие дальнейшего уменьшения его сопротивления, на туннельном диоде 2 происходит основное падение напряжения (нагрузочная прямая б). Вследствие этого на амплитудном оптическом модуляторе 5 наблюдается запирающее его напряжение, получаемое от дополнительного источника постоянного напряжения, и сигнал на выходе суммы S 0. Напряжение И отпирает развязывающий транзистор 3, и в коллекторноэмиттерной цени транзистора течет ток. В этом случае за счет противоположного влияния двух источников постояиного напряжения получаем на резисторе 8 небольшое падение напряжения, следовательно, жидкий кристалл-открыт для оптического излучения, т. е. сигнал Р. Описываемый оптоэлектронный полусумматор имеет только одно фотоэлектрическое преобразование на этапе ввода информации. Вследствие этого при увеличении числа разрядов регистров затраты времени на обработку информации не увеличиваются. Кроме того, в полусумматоре достигается оптическая развязка входа и выхода. Для более эффективной работы полусумматора следует применять наиболее быстродействующие из известных фотоприемники и онтические амплитудные модуляторы. Полусумматоры целесообразно применять при обработке больших массивов информации. Формула изобретения Оптоэлектронный полусумматор, содержащий фотоприемник, связанный с оптическими входами полусумматора, развязывающий транзистор, параллельно базово-эмнттерному переходу которого подключен туннельный диод, источник постоянного напрял ения, плюсовая питающая шина которого подключена к аноду туннельного диода и эмиттеру развязывающего транзистора, а минусовая питающая щина связана с коллектором развязывающего транзистора через первый амплитудный оптический модулятор и с базой развязывающего транзистора- через соединенные последовательно второй амплитудный оптический модулятор и фотоприемник, причем первый амплитудный оптический модулятор связан с выходом «Перенос, а второй амплитудный оптический модулятор - с суммирующим выходом полусумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия полусумматора, в него введены резистивный делитель напряжения и дополнительный источник постоянного напряжения, плюсовая питающая шина которого соединена с минусовой питающей щиной основного источника постоянного напряжения, а минусовая питающая шина дополнительного источника постоянного напряжения связана с коллектором развязывающего транзистора через первый резистор делителя напряжения, с фотоприемником - через второй резистор деителя напряжения, а третий и четвертый реисторы делителя напряжения включены параллельно соответствующим амплитудным опическим модуляторам.

V, Vz

Фиг. г