Оптоэлектронное алгебраическое устройство Советский патент 1978 года по МПК G06G9/00 

I

Изобретение относится к аналог-овоЙ вычислительной и измерительной технике и может быть использовано в аналоговьж устройствах.

Известны оптоэлектронные алг браичеокие устройства.

Одно из известных устройств содержит мост с фоторезисторами в двух смежных плечах, с первь(м источником входного сигнла и нагрузкой в аиагонали, а также источНИКИ света, например излучакндие диоды, последовательно и согласно вклкменные, и цепь смешения, причем излучающие диоды подключены через резисторы к цепи смещения, выполненной в виде последовательно соединенных источника напряжения смешения резистора, параллельно цепи смешения подключены два резистора, между точкой соедннеиия которых и тонкой соединения излучаюших диодов включены последовательно соединенные источник второго перемножаемого сигнала и согласуюший резистор l.

Другое известное устройство содержит два фоторезистивных делителя напряжепия, которые связаны с источникакит сигналов,

дифференциальный усилитель, соединенный входами с третьим источником сигнала, выходом связанный с источником света линеной характеристикой. Источник света вместе с фоторезисторами представляет собой единую оптически связанную систему. Средняя точка одного делителя является выходом устройства 2j.

Наиболее близким техническим решением к даиному изобретению является оптоэлек- тронное алгебраическое устройство, содержащее множчтельно-делительньте оптоэлектрон- ные ячейки, .каждая из которых состоит из двух фоторе-тестивных мостов с общим резистивным плечом, фоторезистор одного моста связан с оптттеским входом устройства, а фоторезнстор другого моста связан с источником света, который подключен к выкоду дифференциального усилителя, соедннеиного входами с обшей диагональю фоторезистивных мостов, другие диагонали которых связаны с соответствующими электричес1шми входами устройства .

Однако известные устройства характеризуются ограниченной областью применения.

обусловленной небольишм числом входных переменных.

Цепью изобретения является расширение области применения устройства.

Цля этого в оптоэлектронное аЛгебраичёское устройство введены дополнительные фоторезистивные мосты по числу множительно-целительных оптоэлектронных ячеек и выходная фоторезистивная мостовая ячейка, одна диагональ которой соединена с выходом устройства к выходом введенного дифференциального выходного усилителя, первьгй вход которого соединен с одним вьшодом другой диагонали выходной фоторезистивной мостовой ячейки, а второй вход подключён к одному выводу первой диагонали первого дополнительного фоторезистивного моста, другой вьгоод которой соединен с шиной нулевого потенциала, вторые диагонали дополнительньтх фоторезистивных мостов; являются дополнительными входами устройства, а фоторезистор Каждого дополнительного фоторезистивного моста оптически связан с источником света соответствующей множительно-делительной оптоэлектронной ячейки, дополнительные фоторезистивные мосты соединены каскадно согласно между собой выводами первьпс диагоналей, причем каждый предыдущий и последующий дополнительные фоторёзистианые мосты связаны общим резистивным плечом, а резистивное плечо пoeлeднe o дополнительного фоторезистивного . моста является также общим резистивным : плечом и для выход ной фоторезистивной мостовой ячейки, фоторезистор которой свяэан с оптическим входом устройства.

На чертеже приведена структурно-принципиальная электрическая схема уртройства.

Оптоэлектронное алгебраическое устройство содержит множительно-делительн ге . оптоэлектронные ячейки 1, каждая из которы состоит из фоторезистивньпс; мостов 2с общим pqaHCTJteHbiM плечом 3, резисторов 4 выходного фоторезистора 5 и фото резистора обратной связи 6, причем входной фоторезистор 5 связан с оптическим входом 7 устройства, а электрическими входами 8 являются диагонали фоторезистивных мостов 2, дифференциального .усилителя 9 и источника света 10, дополнительные фоторезистивные мосты 11 - 13 соединенные между робой каскадно первыми диагоиальньгмИ выводами} вьпсодная фоторезистивная мостовая ячейка 14 и дифференциальный выходной усилитель 15, причем дополнительныё $оторезистивные мосты 11-13 и выходная: фоторезистивная мостовая ячейка 14 выполнены однотипно на резисторах 16 и ф торезисторах 17, вторые диагонали дополнительных фоторезистивных мостов 11-13 являются дополнительными входами 18 устройства,

.а одна диагональ выходной фоторезпстивпой м остовой ячейки 14 - выходом устройства.

Устройство работает следующим п(тразом.. .

Пусть значения напряжений, подаваемых на входы В устройства соответственно U,. и 0, , а световой поток, поступающий на входной фотореэистор 5 - Фо .В результате действияконтура обратной связи. Состоящего Из фоторезистивных мостов 2 с резисторами 4, входным фото резистором 5 и фот орезистором обратной связи 6, дифференциального усилителя 9 и источника света 10, в фрторезисторе обратной связи 6 установится такой световой потокФ, при котором будет удовлетворяться равенство

.1- (

. Аналогично, для другой множительно-делйтельной оптозлектронной ячейки 1 написать:/

и в общем для ifl -и множительно-делительной оптоэлектронной ячейки 1 имеем:

,

в равенствах (1) - (3) - d.,, ,.,.., c6i коэффициенты преобразования соответствующих фоторезйсторов; , «1, ..... , ф - световые потоки, устанавливаемые в фоторезисторах, обратной связи 6, Фо - световой поток, получа- емый с оптического входа 7 устройства,

С другой стороны на -фоторезисторы 17 дополнительных фоторезистивных мостов 11 - 13 падают потоки света, пропорциональные Ф , Ф. , ...... фй соответст

венно.

При подключении к дополнительным входам 18 устройства входных напряжений U, Uoj, ....vUdz вьгходе последнего дополнительного фоторезистивного моста 13 обра

зуется напряжение .

А и ф ч-оС и Ф +... и Ф 12 1 22 22 2П2 П2 П

так как фоторезистьгоные мосты 11 - 13, включены каскадно согласно. .

Благодаря компенсирующей части устройства, состоящей из дрполнительньтх фо- торезистивных мостов 11-13, выходной фоторезистивной мостовой ячейки 14 и дифференциального выходного усилителя 15, на 19 устройства установится такое напряжение - Ри котором будет выполнено равенство вида

С4) ,

ае ( - коэффициент преобразования фотореэистора 17 выходной фоторезистивной мостовой ячейки 14, ТЧяпепие выражений (1) - 4) относительно имеет следующий вид: Зависимость (5) показывает, что устрой ство реализует операцию суммирования М слагаемых, каждый из ко-Горых представляе собой частное от деления произвецёййя двух входных напряжений на третье. Оптоэлектронное арифметическое устройство расширяет вычислительные возможности и увеличивает область применения подобных устройств о р м у л а изобретения Оптоэлектронное алгебраическое устройство, содержащее множительно-делительные оптоэлектронные ячейки, каждая из которых состоит из двух фоторезистивных мостов, связанных общим резистивным плечом, ф(тбрезистор одного , моста связан с оптическим входом устройства, а (})оторезистор другого моста связан с источником света, который подключен к выходу дифференциального усилителя, соединенного входами с общей диагональю фрторезистивных мостов, другие диагонали которых связаны с соответствующими электрическими входами устройства, отличающее ся тем что, с целью расширения области применеНИН устройства, в него введены дополнительные фоторезистивные мосты по числу множительно-депительных онтоэлектротшых Ячеек и выходная фоторезистив1тая мостовая ячейка, одна диагональ которой соепиненп с выходом устройства и выходом введекного дифференциального выходного усилителя, первый вход которого соединен с одним вьгеодом другой диагонали выходной фоторезистивной; мостовой ячейки, а второй вход подключен к одному выводу первой диагонали первого дополнительного фоТорезистивного моста, другой вьюод которой соединен с шиной нулевого потенциала, вторые диагона- ли дополнительных фоторезистивных i мостов являются дополнительными входами устройства,а фоторезиегор каждого дополнительного фоторезистирного моста оптически связан с источником. света,)Соответству снцей множитель но-делительной оптоэлектронной ячейки, дополнительные фоторезистивные мосты соединены каскадно согласно между собой выводами первьпс диагоналей, причем каждый предыдущий и последующий ; дополнительные фоторезистивные мосты связаны общим резистивным плечом, а резистивное плечо последнего дополнительного фоторезистивного моста является также общим резистивным плечом и для вьгхрдной фоторезистивной мостовой ячейки, фоторезистор которой связан с оптячесгам входом устройства. Источники информации,- принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское (Свидетельство СССР № 297045, кл. Q 06 Q 7/16, . 2.Патент США №3423579, кл. 235-194, 3.Мвторское свидетельство СССР Nfe 44бб75, кл. Q 06 Q 9/00, 1972.