Оптоэлектронное вычислительное устройство Советский патент 1979 года по МПК G06G9/00 

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной и информационно-измерительной техники и мож-ет найти широкое применение в качестве многооперационного множительно-делительного устройства в системах обработки информации в реальном масштабе времени, в частности, в сис темах статистического анализа процес сов многомерных картинах законов распределения и др. Известны электронные и оптоэлектронные функциональные вычислительные устройства, использующиеся для обра ботки информации и выполняющие множительно-делительные операции. Одно из известных устройств содержит оптоэлектронные ячейки. Оптический вход каждой последующей ячейки связан с оптическим выходом пре дыдущей ячейки, а электрические входы ячеек соединены с выходами соответствующих источников входных сигналов, причем каждая оптоэлектрическая ячейка содержит фоторезистсры, дифференциальный усилитель и источник света 1 . Другое известное функциональное устройство содержит оптроны, соединенныр в сетку, причем каждый оптрон содержит усилители, выполненныев виде эмиттерных повторителей, из которых связан с источником света, адругой включен последовательно с регулируемым резистором 2. Наиболее бШ1зким по технической сущности .к предложенному является оптоэлектрЪнное вычислительное устройство, содержащее суммирующий опера ционный усилитель, во входной цепи и в цепи обратной связи которого включены фоторез.мсторы, причем выход суммирующего операционного усилителя .является выходом устройства 3. Однако с помощью этого устройства возможно воспроизведение функций лищь определенного класса, относящихся к меьфистивным системам, а именно двойных гистерезисных петель и их...модификаций, причем это устройство, используя естественную гистерезисную вольтамперную характеристику., поликристаллического фоторезистора, обладает ограниченной точностью и стабильностью. Цель .предложения - расширение класса решаемых задач, повышение точности и стабильности работы устрояствд. Это достигается тем, что оптоэлек ронное вычислительное устройство дополнительно содержит две задающие оптоэлектронные матрицы, первая порядка mJP, а вторая порядка Sp. Электрические входы каждой задающей оптоэлектронной матрицы связаны с со ответствующими группами дополнитель 1ных входов х стррйства. Каждый оптический выход С первой задающей опро электронной матрицы связан с фоторе зисторами соответствующего столбца входной цепи, выполненной в виде п параллельно включенных однострочных фоторезисторных матриц порядка 6, а оптические выходы Р.: второй задающе оптоэлектронной матрицы связаны с соответствующими фоторезисторами цепи обратной связи, выполненной в виде однострочной фоторезисторной матрицы порядка Р. Это достигается т же тем, чтов устройстве каждая за дающая оптоэлёктронная матрица, выполнена в виде оптически связанных в столбцы оптоэлектронных ячеек , электрические входы которых соединены с соответствующими входами задающей оптоэлектронной матрицы, при чем оптический вход каждой последую щей оптоэлектронной ячейки столбца связан с оптическим ВЕЛХОДОМ -федыдущей оптоэлектронной ячейки столбц а оптические выхрды последних оптоэлектроннЕЛх ячеек каждого столбца являются оптическими выходами задаю щей оптоэлектронной матрицы. Каждая оптоэлёктронная ячейка устройства вьшолнена в виде источника света, включенного на выход дифференциального усилителя рассогласования и оптически связанного с соответствующим выходом ячейки и первым фото резистором, включенным между электр ческим входом ячейки и первым входом дифференциального усилителя рассогласования, второй вход которо го в каждой оптоэлектронной ячейке, кроме первых ячеек в столбцах задаю щих оптоэлектронных матриц, соединен с шиной нулевого потенциала через второй фоторезистор, связанный с оптическим входом оптоэлектронной ячейки,.причем в первых оптоэлектронных ячейках столбцов задающих оптоэлектронных матриц, второй вход дифференциального усилителя рассогл сования соединен с шиной нулевого потенциала через ограничительный резистор. Принципиальная схема оптоэлектро ного вычислительного устройства при ведена на чертеже. В схему входят суммирующий операционный усилитель во входной цепи и в цепи обратной связи которого включены соответственно фоторезисторы 2 и 3, входы устройства 4, выход устройства 5, первая задающая оптоэлектронная мат ица 6 порядка ml, вторая задающая птоэлёктронная матрица порядка Sp, дна группа дополнительных входов стройства 8, являющаяся электричесими входами первой задающей электонной матрицы 6, другая группа доолнительных входов устройства 9, являющаяся электрическими входами торой задающей оптоэлектронной матрицы 7, оптические выходы 1 10 ервой задающей оптоэлектронной атрицы 6, оптические выходы Р; 11 торой задающей оптоэлектронной матрицы 7, оптоэлектронные ячейки 12 соответствующих задающих первой 6 и второй 7 оптоэлектронных матриц. Оптоэлёктронная ячейка 12 содержит источник света 13, дифференциальный усилитель рассогласования 14, первый фоторезистор 15, ограничительный резистор 16 (только первых оптоэлектронных ячеек 12 столбцов задающих матриц 6 и 7), второй фоторезистор 17 (для всех других оптоэлектронных ячеек 12) и оптические выходы 18 оптоэлектронных ячеек 12. Устройство работает следующим образом. В каждой оптоэлектронной ячейке 12 при подведении входного сигнала UQ включается обратная связь; состоящая из усилителя рассогласования 14, источника света 13 и фоторезистора 15, которая работает до тех пор, пока напряжение на входе усилителя 14 не станет равным нулю.. Из условия Uxmj RO;) - Upe.-jR4;j О определяется сопротивление первого фоторезистора 15 - Uxmj RQ.- - сопротивление ограничительного резистора 16. Так как вторые фоторезисторы 17 Rjj каждой ячейки, кроме первых в. столбцах и предыдущей ячейки идентичны, то .«ч-э . Учитывая,что каждый фоторезистор 2 входной цепи усилителя 1 управляет-,, ся га - оптоэлектронными ячейками 12, R.: К„. П - и 3 oj ,1 и общее сопротивление 1-ой входной ветви усилителя 1 будет равно R . 4- R . п -HiiTJ «1 - i- R О , и 1M -- i-и oHi где ROJ сопротивление ограничительного резистора 16 первой оптоэлектронной ячейки.12. Сопротивления цепи обратной связи усилителя 1, R4 °JK.; и При подведении входных сигналов UN| к входам 4 напряжение на выходе