Оптоэлектронный коррелятор Советский патент 1977 года по МПК G06G9/00 

1

Изобретение относится к технике опти1ческих аналоговых средств обработки сигналов, точнее к корреляционной обработке оптических сигналов,, в том числе в реальном масштабе времени, и может быть ис- 5 пользовано для сложной многоканальной ;фильтрации сигналов, для спектрального .пиза оптических изображений, распознавания образцов и .т.д.

Известны оптические корреляторы, в ко Ю торых обрабатываемый сигнал, также как и весовая функция, записывается на фотопле ке в виде модуляции оптической плотнасти 1.

Так как для регистрации сигнала на фо- is 1топленке требуется значительное время, то такие корреляторы не могут работать в ре- альном масштабе времени.

Известен оптоэлектронный коррелятор, содержащий источник постоянного напряже- 20 |ния, модулятор, вход которого является вхбinoM коррелптора, а выход подключен ко входу (элока сканирования, проектор с транспарантом весовой функции и полупроводниковый множительно-запоминающий блок (2Q. 25

В 1звестном устройстве один из с иг на-. лов записывается на полупроводниковом слое множительно-запоминаюшего блока в виде .потенциального рельефа, который изменяет-, ся во времени вследствие стекания зарядов. |что снижает точность получения оценки.

Целью изобретения является повьпиение точности коррелятора.

Это достигается тем, что в корреляторе полупроводниковый множительно-заполняю|ишй блок, размешенный на опт1гческой оси рлока скашфоватш и проектора, выполнен |В виде заключенного между двумя прозрач|ными электродами фоторезистивного слоя, 1на одной из поверхностей которого образо1ван фоточувствительный переход, причем ис1ТОЧНИК постоянного напряжения подключен к прозрачным электродам.

На чертеже изображена блок-схема кор1релятора.

Полупроводниковый множительно-запоми наюший блок 1 содержит фоторезистивный слой 2.. На одной поверхности фоторезистив иого слоя 2 образован фогочувствительный Электрический переход 3. Это д.ожет быть -п-переход, поверхностно-барьерный переход, барьер Шотки, обладающий фоточувст Битепьностью, т.е. ток насыщения которогс пропорционален внешней засветке. Фотореристивнйй слой вместе с переходом заключен между прозрачными электродами 4 и 5, между которыми прилои ено напряжение питания VQ от источника 6 постоянного напряжения в запорном по отношению к переходу, направлении. Обрабатываемый сигнал 6(t) любой физической природы преобразовывается при помощи модулятора 7 в световой луч, интенсивность которого меняется пропорционально сигналу, ртот луч при помощи блока сканирования 8 сканирует поверхность фоторезистивного слоя сквбз электрод 4, осуществляя запись сигнала в. виде рельефа фотопроводимости в слое 2. Время запоминания сигнала в каждом элементе разрешения определяется временем релаксации фотопроводимости после ухода луча, и для современных слоев может сое- тавлять 10 f 10 сек. Длина волны и ин- тенсивность света выбирается такой, чтобы слой 2 модулировался на всю глубину, а переход возбуждался слабо. Электрический переход 3 возбуждается независимо через прозрачрвый электрод 5 оптическим изображением весовой функции при помощи проектора 9. Длина волны све та весовой функции выбирается достаточно короткой, чтобы свет эффективно поглощал ся вблизи перехода и не проходил в толщину фоторезистивного слоя, а интенсивностьнамного больше интенсивности света сигнала. При этом модуляция фотопроводимости слоя 2 и фототока перехода 3 будут пракТр чески независимы. Движение изображения весовой функции осуществляется синхронно с движением записывающего луча при помощи кольцевого транспаранта в проекторе 9. Выходной сигнал снимается в виде полного гока через, всю структуру. Анализ показывает, что в указанной структуре при работе на малом сигнале, наложенном на постоянное световое смешениф которым соответствуют проводимости л и G; фоторезистивного слоя 2, и при выборе рабочей точки электрического перехойа в вентильной- области его характеристи«и, величина изменения тока при освещений перехода в каждом элементе структуры ока зывается пропорциональной {глубине .модуляции сигнала), т.е. , где V., - Напряжение питания, при освещении перехода примерно равное напряжешю на фоторезистивном слое 2, т.е. напрчже|нию в рабочей точке; Хд и (, - ток и проводимость слоя 2 в рабочей точке. При, отсутствии освещения перехода Таким образом, фоточувствительный элеАтрический переход для малого сигнала играет роль идеального оптоэлектронного ключа, обеспечивая задание бегущего распределения напряжений на фоторезистивном слое 2 Суммируя токи всех элементов разрешения слоя 2 с весами, определяемыми весовой .Функцией, получим заданный тип обработки., Использование современной пленочной технологии при практической реализации ко релятора позволяет получить высокую наде ность, большую информационную емкость ивысокую результирующую скорость обработ ки, соизмеримую со скоростью систем оптической обработки. Однако в отличие от указанных оптических способов, предлагаемый коррелятор позволяет вести обработку сигналов в реальном масштабе времени. Так, при Площади коррелятора и 10 х 1О см , разрешении фоторезистивного слоя d Ю см, времени релаксации фотопроводимости Т; 10 сек и динамическом диапазоне D 100, информационная емкос1 (предлагаемого коррелятора может достигать C Seogp/cl 17-1О бит, а скорость обработки W C/f fe 7 10 бит/сек. Формула изобретения Оптоэлектронный коррелятор, coдepжaщиft источник постоянного напряжения, модулятор, вход которого является входом коррелятора, а выход подключен ко ВХОДУ блока сканирования, проектор с транспарантом весовой функции и множительно-запоминающий блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности коррелятора, . множительно-запоминающий блок, раамещенный по оптической оси блока сканиро ™« « проектора, выполнен в виде заключенного между двумя прозрачными электроДами фоторезистивного слоя, его поверхностью обращенная к проектору, содержит фоточувстБительный переход, причем источник посто янного напряжения подключен к прозрачным электродам. Источники информации, использованные при экспертизе: 1.Авторское свидетельстве СССР № 269628, МКИ G 06 Q 9/00, 1968. 2.Авторское свидетельство СССР № 194430, МКИ G 06 G 9/00, 1966...

|5W