1
Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к оптико-электронным арифметическим устройствам.
Известен оптико-электронный сумматор, содержащий управляемый светом источник переменного по амплитуде напряжения, выход которого соединен с устройством отклонения луча, воздействуюп его на фотоприемники 1.
Недостатками известного оптико-электронного сумматора являются его сложность, обусловленная необходимостью многократного преоб.разозапия сигналов из оптических в электрические и обратно, и невысокая точность суммирования из-за необходимости нреобразования дискретной величины (оптических сигналов) в аналоговую (переменное по амплитуде напряжение) и затем опять в дискретную (код на выходах фотоприемников).
Г1аиболее близким техническим решением к изобретению является оптико-электронное устройство для суммирования одноразрядных чисел, содерл ащее источник линейно-ноляризованного излучения, оптически связанный со входом устройства, являющимся входом первой из ряда последовательно установленных дефлекторпых ячеек, каждая из которых состоит из поляризационного переключателя и установленного за ним двулучепреломляющего элемента, поляризационный переключатель
2
первой дефлекторной ячейки непосредствепно соединен с первым электрическим входом устройства, а выходы двул чепреломляющего элемента последней дефлекторной ячейки через световодный гпифратор оптически связаны с выходными фотоириемникамп 2.
Однако в таком устройстве происходят большие потери излучения, в основном на электродах поляризапионных переключателей, в том числе дополнительных поляризационных переключателей, в результате чего сннжается эффективность работы устройства.
Целью изобретения является повьппение эффективности работы устройства путем уменьшения оптпческ1;х потерь.
Это дост1;гается тем, что в оптико-электронном устройстве для суммирования одноразрядных чисел поляризационные переключатели каждой дефлекторной ячейки, начиная со второй, соединены с выходом соответствуюш,его введенного сумматора по модулю два, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим электрическим входом устройства, а второй вход подключен к предыдущему электрическому входу устройства.
На чертеже нредставлена принципиальная схема оптико-электронного устройства для суммирования одиоразрядных чисел, например четырех одноразрядных двоичных чисел.
Оптико-электронное устройство для суммиронанпя однорлзрядиых чисел содержит источник I ликейно-поляризованного излучения, последовательно установленные на пути луча дефлекторные ячейки 2-5, каждая из которых состоит из двулучепреломляющего элемента 6, например кристалла кальцита, ориентированного так, что его оптическая ось ле;кит в i;iocKocTH, иерпепдикулярпой к начальной н;госкосги ноляризации луча, и злектрооптического иоляризационного переключателя 7, например КДР-модулятора, установлеиного неред двулучепреломляющим элементом 6 так, что его оптическая ось ориентирована вдоль направления луча, сумматоры по модулю два 8-10, входы которых соединены с электрическими входами 11 -14 устройства, а выходы - с электродами поляризационных переключателей 7 дефлекторных ячеек 3-5, причем электроды поляризацпонлого переключателя 7 первой дефлекторной ячейки 2 соединены непосредственно с электрическим входом И устройства, и световодный шифратор 15, соединяющий онтические выходы 16-20 последней дефлекторной ячейки 5 с выходными фотоприемпиками 21 в соответствии с двоичными кодами чисел, представляюпдих количество единиц, поступивших на электрические входы 11 -14 устройства. Устройство работает следуюш,им образом. Луч от источника 1 линейно-поляризованного света поступает на первую дефлекторную ячейку 2, состояш,ую из двулучепреломЛ}поп1его элемента 6 и поляризационного нереключателя 7. Если при этом к электродам поляризационного переключателя 7 напряжение ПС прикладываетея (6 0), что соответствует поступлению двоичного нуля на дефлекторную ячейку 2, то луч сохраняет свою первоначальную поляризацию и нроходит через дефлекторную ячейку 2, не сме1цаясь. Если же к э;гсктродам по;1яризацио1пюго нереключателя 7 приложено так называемое полуволновое напряжение ,/2 что соответствует поступлению на дефлекторную ячейку 2 двойной единицы, то плоскость поляризации луча, проходящего через поляризационный переключатель 7, поворачивается на 90° н двулучепреломляющий элемепт 6 отклоняет проходящий через него луч на некоторый угол а. В этом случае смещение б луча на выходе дефлекторной ячейки 2 относительпо первоначального направления равно 6 fif-tga, где d - толщина двулучепреломляющего элемента 6. С выхода дефлекторной ячейки 2 луч поступает на дефлекторную ячейку 3. При этом возможны два варианта. На дефлекторную ячейку 2 поступил нуль, н луч прошел через нее, не сместившись. В этом случае луч, .входящий в дефлекторную ячейку 3, сохраняет свою первоначальную поляризацию, н дефлекторная ячейка 3 работает аналогично дефлекторной ячейке 2, т. е. если на дефлекторную ячейку 3 поступил нуль, то луч не изменяет своего направления и поляризации, а если ностуиила единица, то и.юскость поляризации .чуча поворачнвается па 90 и он смещае ся на исличину 6. На дефлекториую ячейку 2 поступила единица, и луч на ее выходе смещен на величину б. В этом случае плоскость поляризации луча, входящего в дифлекторную ячейку 3, повернута па 90° относительно нервоначаль«ой. Поэтому, если на дефлекториую ячейку 3 постуг1ил нуль, то поляризационный переключатель 7 не пзменяет поляризации луча, п при прохождепии через двулучепреломляющий элемент 6 он смещается на величину б относительно своей порции на входе дефлекторной ячейки 3. Если же на дефлекторную ячейку 3 поступила единица, то луч вновь приобретает первоначальную поляризацию и проходит, не смещаясь относительно своей позиции на выходе дефлекторной ячейки 3. Так как в рассматриваемом случае позиция луча на входе дефлекторной ячейки 3 смещена относительно его первоначального направления на величину б, то суммарное смещение луча на выходе дефлекторной ячейки 3 при поступлении на нее нуля равно 26, а нрн поступлении едипицы - б. Таким образом, при поступлепии на дсфлекториые ячейки 2 и 3 сигналов соответственно О и О, смещение луча на выходе дефлекторной ячейки 3 равно О, при поступлении сигналов О и 1 или 1 и 1 смещение равно б, а при поступлении сигналов 1 и О емеп1ение равно 26. Аналогичные рассуждения применимы и к остальным дефлекторным ячейкам 4 и 5 устройства, вследствие чего, например, в обоих случаях, когда на дефлекторные ячейки 2-5 поступают соответственно сигналы О, О, 1, О или О, 1, 1, 1, оптический сигнал появляется па выходе 18 дефлекторпой ячейкп 5. Из э1ого с;1едует, что появление оптического сигна.та на каком-либо из выходов 16-20 дефлекторной ячейки 5, например на выходе 18, не соответствует поступлению на дефлекторные ячейки 2-5 определенного количества единиц. Для того чтобы обеспечить соответствие каждой позиции оптического сигнала на выходах 16-20 дефлекторной ячейки 5 определенному количеству единиц на электрических входах 11 -14 устройства, в него введены сумматоры по модулю два 8-10, осуществляюие необходимые преобразования комбинаии входных сигналов согласно приведенной аблице соответствия комбинаций сигналов а электродах поляризационных переключаелей 7 дефлекторных ячеек 2-5 комбинаиям сигналов на электрических входах И-14 стройства. Из таблицы видно, что каждая комбинация сигналов, поступающих на электрические входы И -14 устройства с помощью сумматоров по модулю два 8-10 преобразуется в такую комбинацию сигналов на электродах поляризационных переключателей 7 дефлекторных ячеек 2-5, что оптический сигнал на выходах 16-20 дефлекторной ячейки 5 занимает позицию, соответствующую определенному количеству единиц, поступивших на электрические входы 11 -14 устройства, и только эту позицию. Так, появление светового сигнала на оптическом выходе 16 соответствует отсутствию единиц, на оптическом выходе 17 - одной единице, на оптическом выходе 18 - двум единицам и т. д. Сигнал с всех оптических выходов дефлекторной ячейки 5 посредством световодного шифратора 15 поступает на выходные фотонриемники 21 в соответствии с двоичным кодом количества единиц, поступившнх на электрические входы 11 -14, вследстВ1те чего сформированные на выходах фотоприем11иков 21 электрические сигналы представляют собой код суммы одноразрядных чисел, поступивших на электрические входы устройства. Так как потери излучения в основном происходят на электродах поляризационных переключателей 7, а каждый поляризационный персклк)члте.11 7 снабжен двумя электродами, то общая прозрачность п последовательно расиоложенных дефлекторных ячеек 2-5 в предложенном устройстве равна /С-, а в известном устройстве , где К - прозрачность одного электрода поляризационного переключателя 7(). Таким образом, в разработанном оптикоэлектронном устройстве для суммирования одноразрядных чисел потери излучения уменьшаются по сравнению с известным устройством S /С- раз, где «- количество слагаемых. Формула изобретения Оптико-электронное устройство для суммироваиия одноразрядных чисел, содержащее источник линейно-ноляризованного излучения, оптически связанный со входом устройства, являющимся входом нервой из ряда последовательно установленных дефлекторных ячеек, каждая из которых состоит из поляризационного переключателя и установленного за ним двулучепреломляющего элемента, поляризационный переключатель первой дефлекторной ячейки непосредственно соединен с первым электрическим входом устройства, а выходы двулучепреломляющего элемента последней дефлекторной ячейки через световодный шифратор оптически связаны с выходными фотоприемннками, отличающееся тем, что, с целые повышения эффективности работы устройства путем уменьшения оптических потерь, в нем поляризационные переключатели кан-;дой дефлекторной ячейки, начиная со второй, соединены с выходом соответствующего введенного сумматора по модулю два, первый вход каждого из которых соединен с соответствующим электрическим входом устройства, а второй вход подключен к предыдущему электрическому входу устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Ке 359651, кл. G 06F 7/56, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР Л 524179, кл. G 06F 7/56, 1974.
