Функциональный преобразователь время-импульсного типа Советский патент 1978 года по МПК G06G9/00 

ской прослойкой, приложить электрическое напряжение, причем неизолированный электрод будет под отрицательным потенциалом, то электроны из него инжектирзются в электрохромиый материал и производят его окрашивание. Визуально это проявляется в том, что элемент прозрачпьш в исходном состоянии становится непрозрачным после приложения электрического поля.

При перемене полярности приложенного напряжения электрод, который был отрицательным («катодом), становится положительным («анодом) и электроны обратно «втягиваются в него. Это проявляется как обесцвечивание материала. При этом процесс окрашивапия и обесцвечивания происходит скачком, когда напряжение достигает некоторой пороговой величины UQ. Диэлектрическая прослойка препятствует инжекции электроно1в из другого электрода, обеспечивая таким образом его пассивную роль.

Пороговый характер процесса окрашивания и обесцвечивания и зависимость его от полярности приложенного поля приводят к тому, что зависимость света, прошедшего через электрохромный элемент, от приложенного к нему переменного напряжения имеет вид петли гистерезиса.

На фиг. 2 показана электрооптическая петля гистерезиса электрохромного элемента. Если к элементу прикладывается переменное напряжение, например, пилообразное, то при пересечении фронта пилообразного напряжения с уровнем порогового напряжения + UQ (точка а на фиг. 2) элемент переходит в состояние пропускания света, которое продолжается вплоть до точки б, где пилообразное напряжение достигает уровня порогового напряжения -UQ, и элемент переходит в состояние, при котором он не пропускает свет. Это состояние продолжается до точки в, где напряжение опять достигает величины + Uo, и цикл повторяется. Таким образом, непрерывный поток света, проходя через электрохромный элемент, преобразуется в импульсы света /ев, имеющие некоторую длительность t. Если к элементу, кроме пилообразного напряжения, прикладывать и аналоговое напряжение t/Bx, то это приведет к смещению петли гистерезиса вдоль оси электрического поля. Результатом этого является смещение точек пересечения уровней пороговых напряжений с пилообразным напряжением. На фиг. 2 штриховой линией показана смещенная петля гистерезиса, полученная в результате приложения к электрохромному элементу напряжения UBX.

Как видно из фиг. 2, точки а и б являются новыми точками пересечения пороговых напряжений с пилообразным, причем если точка а не именила своего положения

во времени относительно точки а, то точка и наступит несколько ранее точки б.

Таким образом, очевидно, что длительность импульса света, прошедшего через

электрохромный элемент, уменьшится до некоторой величины f.

Прикладывая к кристаллу напряжение (Увх, можно изменять длительность импульсов света, прошедших через него, причем зависимость длительности этих импульсов от напряжения f/Bx определяется видом переменного напряжения, питающего электрохромный элемент. Так на фиг. 2 видно, что длительность импульса t в случае пилообразного (линейно изменяющегося) напряжения будет изменяться по линейному закону с изменением бвх- Эта зависимость может быть представлена соотношением

i(l,(1)

и т I

где г - период пилообразного напряжения;

Urn - его амплитудное значение. Если питающее напряжение будет, например, экспоненциальным, то соотношение между длительностью импульса света t и t/Bx можно представить так:

. -,1„().(2,

-/л /

где т - постоянная времени экспоненты; Vm,- амплитудное значение. Как видно из (2), в этом случае длительность импульсов света изменяется как логарифм напряжения.

Предлагаемый функциональный преобразователь работает следующим образом.

Непрерывный световой поток от источника света 2 проходит через электрохромный

материал пластины 4, причем к обкладкам

5 конденсатора приложено напряжение f/r

с генератора периодически изменяющегося

напряжения 1 и входное (аналоговое) напряжение (Увх (фиг. 1).

Проходя через пластину 4, непрерывный световой поток преобразуется в импульсы света /ев, зависимость длительности которых t от t/Bx определяется законом изменения (на фиг. 3 показано экспоненциальное Lr). Импульсы света соответствующей длительности попадают на фотоприемник 3, где преобразуются в импульсы тока /ф, имеющие ту же длительность, что и импульсы света. Таким образом, осуществляется функциональное время-импульсное преобразование.

Отсутствие в заявляемом преобразователе ряда транзисторов существенно уменьшает потребляемые токи, т. е. повышает энергетическую экономичность, при этом объект изобретения значительно надежнее и проще в технологическом исполнении. Отсутствие в объекте изобретения дорогостоящих элементов обуславливает и его экономическую эффективность. Так в качестве электрохромного материала могут использоваться окислы МоОз, WOs и др. Эксперименты, проведенные с элементом, состоящим из пленки WOa, диэлектрической прослойки SiO, электродов из SnO2, подтвердили наличие у такого элемента гистерезисных электрооптических свойств. Формула изобретения Функциональный преобразователь времяимпульсного типа, содержащий генератор периодически изменяющегося напряжения, отличающийся тем, что, с целью сокращения габаритов и повышения энергетической экономичности, в него введен оптический модулятор, выполненный в виде расположенных последовательно на опти64035 10 15 9 ческой оси источника света, пластины из электрохромного материала (например, МоОз, WOs), помещенной между обкладками конденсатора, причем одна из его обкладок изолирована от пластины диэлектрической прокладкой, и фотоприемника, при этом одна из обкладок конденсатора соединена с щиной нулевого потенциала, другая подключена ко входу преобразователя и к выходу генератора периодически изменяющегося напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.А. С. Шаталов и др. Функциональные формирователи электрических сигналов, изд. «Энергия, 1974, с. 208. 2.В. Б. Смолов и Е. Л. Угрюмов. Времяимпульсные вычислительные устройства, М., «Энергия, 1967, с. 132.