Оптоэлектронное устройство для выполнения математических операций Советский патент 1979 года по МПК G06G9/00 

(54) ОПТОЭЛЕКТРОНйбЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШПОЛЙЕНИЯ : , ;: -М ТЕМАТИЧЕСКИ:х:аПЁ1 АЦИЙ 3 703 На чертеже обозначены дифференциал ный усилитель 1, общая шина 2 устройства, переключатель з, содержащий . средний контакт 4, являющийся выхбдЬм устройства, первый 5 и второй б крайние контакты, являющиеся соОГВётствён но rtepBfeiM и вторым внешними выводами устройства, фотоприемни-ки 7, 8; один из фотоприемников выполнен в виде фотоварикапа (7), а в качестге другого фотоприемника (8) MOjfeetбыть кспользован фоторезистор или фотодиод, каждай фотоприемник 7, 8 оптически сзя„зйн с соответотвуювдими преобразозва-;. телями 9, 10 элект$)ического сигнала в световой поток, подключенным к соот. йетствующему входу 11, 12 устройства. Устройство работает следуицим об разом. - , ,-,,,. В режиме выт олнения операции диф. ферёйциЬования средний контакт 4 .клю 1ателя 3 соединен с контактом 5, лойтому выходной сигнал устройс т$а буде снимать Между общей шииой 2 и пёрвым крайним Контактом 5 перёклн. чателя 3, соедяненнйм с вторш фото-1 приемником 8. Первый входной сигнал ив. к общей шине 2 и йторому крайнему Контакту б переключателя 3. Второй , и третий входные сигналы подводят cootBeTCTBeHHO к , входу 11 и 12 устройства. Работа устройства в режиме дифференцирования происходит следующим .образом. Связь Между напряжением UBKJ соп| отивлёнйем Кф фотоприем ника 8 можно зайисать в виде} в -е «Д- Vfl} ч ,. .. -Л;-г где А Const, коэффициент передачи описывающий оптическую связь Мбйду преобразователем 10 эйектрйческогб сигнала в световой поток и фотойри- , емЪиком 8, Этот коэффициент эёбйсят от конструктивных параметров этих ,, элемейтов и способа осущес-ЬвлейИй оп ичёской й8й9И между ними. Аналоги йо, СЕЯ36 между Напрй еиием0 и , емкостью Сф фотоварйкапа 7 ойредёля етсй выражением: С.,г jS-, I I,- V,l 2 гдёВ Cbhsl - коэффициент передачи, опйбывающий связь меаду взаимодейб, вуЮщйМЙ зЛеМёй ами, аналогичный коэффициейту А. -л - -V. . Уак как 6 режиме ДиффереТнцйройаиия усилитель 1 охвачей отрицательйой обратной связью, то токИ; п| оходймие через фотоприемник В и фот&варикап 1 од наковы. Поэтому имеет место урав l9:-.3ibbiS, at Кф где q « -УВЦИ Р фотоварнкапа

И- i J -- Заменяя в (3) R ф и Сф их значениями. в соответствии J (1)и (2) получим; и а- -ЬЬ вых, U Таким образом, выходное напряже- . ние и%ь,хоказывается пропорциональным производной от отношения двух напряжений, причем величина коэффициента пропорциональности изменяется fa пойощью напряжения Ugye. В интегрирования оудут замкнуты контакты 4 и б. На выбодаЯ 2,. 6, являющихся выходом схемы в этом рёжййё, обр Йуется выходное напряжейие 0%ь«.а К ёЫвОдам 2, 5 подводится входное йс1пря ение U . Работа устройЬ Га в рёЖйМе интегрироэантзя про исхЪдЙт следующим образом. Так как усилитель 1 врассматриваемом случае отрицательной обратной связью, содержащей емкость фотоварикапа 7, то вдеет месторайенство вха aq, , --§г . пЛ вслёййтвиеТ2) -U Ьодставляя (5) и (1) в (4) получим .у,. . at iTJir Г №- откуда следует . , 1, 1 .i-. J Таким обратим, в рассматриваемом режиме выходйое иапряже ие Uabix оказывается йроно| циональным интегралу прЪизМдёняйвходных напряжений. При efoM величина коэффициента пропорциоийльнЬс й величиной напрйз еекия -- ; Pa3pa6of ri1idfe устройство не содерушг блокой уЦнбйения и деления, а йкже блоков&адер кй, что сумественйб упрощает у 2 ройствб йо еравйению b сУ1«еаФбу ашЙ уЬтройс тйами для диффереиЦйроваййй частного и интегри-;- рб6ай11Й й| бй йедеййя. Устройс эЬ способно работать как в ре :йме Йнт 0ировайия, так и в ре-, жиме дифферейцйрования, причем рабо-,а удтройсфйй определяется только ,способом й1сййчейия устройства по от|йо1йеййю к исто никам входных йайря ений. Устройство способно о рабатывать сигналы о нескольких источников информации бДйовремейно. Это Ъбст6ятёЛ) в сочетаний с хорошей при способленйо стьЮ к изготовлению в ингеГраЛьйой ехйоЛОГии позволяет изготовить Тйа era основе универсалйЙШ микросхему. Формула изобретения Оптоэлектронноб устройство дчя выполнения математических операций, содержащее дифференциальный усилител первый вход kOToporo соединеи с общей шиной Уctpoйcтвa, а выход собдинен со средним KOHTaktow переключате ля и два фотоприемника, каждый из к6 торйх оптически связан с првобраэойателем электрического сигнала в све товой поток, подключенным к соответствуивдему входу устройства, о т л йч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаеи1ых задач и упрощения устройства, в нем оДйй из Фотоприемников выполнен в виде фотоварикапа, первый вывод Которого соёSSfn контактом переключателя, являющимся первым выяпГ выводом устройства, а второй вывод фотоварикапа соединен с вторым и ч2пе/ Г ff и через второй фотопридМник связан с IJopHM крайним контактом перек5ю5 еля, являющимся вторым внешним выводом устройства. Источники информации, цринятые во внимание при экспертизе 1.Авторские cвйдёteльcтвo СССР № 408335, кл. G Об G 9/00, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР 20. ° ° G 7/18, 3. Авторское свидетельство СССР 524201, кл. G Об; G 9/00, 1974 (прототип).