Аналоговое множительно-делительное устройство Советский патент 1980 года по МПК G06G9/00 

Изобретение относится к аналогово вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных устрой ствах, в которых информация представ лена в оптической форме. Известны устройства, выполняющие множительно-делительные операции над сигналами, представленными в оптичес кой форме. Одно из таких устройств содержит оптоэлектронные ячейки, электрические входы которых соединен с выходами соответствующих источнико входных сигналов, а оптический вход каждой последующей ячейки связан с оптическим выходом предыдущей ячейки причем оптический вход первой ячейки связан с оптическим выходом последней, электрический выход которой соединен с выходом устройства 1. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является аналоговое множительно-делительное устройство, содержащее две оптоэлектрон ные ячейки, каждая из которых содержит усилитель постоянного тока, электромагнит, в воздушном зазоре сердечника которого расположены два фотомагнитоэлектрических приемника, первый из которых включен между входом усилителя постоянного тока и входом оптоэлектронной ячейки, второй фотомагнитоэлектрический приемник включен между шиной нулевого потенциала и выходом оптоэлектронной ячейки, в каждой оптоэлектронной ячейке, кроме ВЫХО.ЦНОЙ, выход усилителя постоянного тока соединен через обмотку электромагнита с шиной нулевого потенциала, а фотомагнитоэлектрические приемники связаны с соответствующими оптическими входами устройства, причем выходная оптоэлектронная ячейка дополнительно содержит источник постоянного напряжения, соединенный с обмоткой электромагнита, и излучающий элемент, подключенный к выходу усилителя постоянного тока и связанный с оптическим выходом устройства и первым фото магнитоэлектрическим приемником, второй фотомагнитоэлектрический приемник выходной оптоэлектронной ячейки связан с соответствующим оптическим входом устройства 2. Недостатком известных устройств является ограниченный класс решаемых задач, так как устройства выполняют операции только над тремя входными величинами и осуществляют деление произведения только двух входных величин на третью. Для перемножения

или деления большого количества входных величин необходимо покаскадное вкйфчение известных устройств, что приводит к усложнению схемы и понижению достигнутой точности выполнения операций,

Цель изобретения - расширение класса решаемых задач и упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены дополнительйыв оптоэлектронные ячейки, причем каждая последующая оптоэлектронная ячейка соединена с предыдущей оптоэлеИтронной ячейкой встречно.

JHa чертеже представлена принципи альйая схема устройства.

Аналоговое множительно-делительно уст|рой-ство содержит оптоэлектронные ячейки 1, каждая из KOTOJHX включает усилитель 2 постоянного тока, электрмагнит 3, в воздушном зазоре сердечник а которого расположены два фотомаг;нитоэлектрических приемника 4 и 5 первый из которых включен между входом усилителя 2 постоянного тока и входом оптоэлектроНной ячейки, второ фотомагнитоэлектрический приемник 5 включен между шиной нулевого потенциала и выходом оптоэлектронной ячейки, в каждой оптоэлектронной ячейке, кр0ме выходной, выход усилителя 2 постоянного тока соединен через обмофку электромагнита-3 с шиной нулевого потенциала, а фотомагнитоэлектри еские приемники 4 и 5 связаны с софтветствуюадимй оптическими входами устройства, причем выходная оптоэлфктронная ячейка дополнительно содефжит источник 6 постоянного напряжефия, соединенный с обмоткой электро агнита 3, и излучающий элемент 7, подключенный к выходу усилителя 2 постоянного тока и связанный с оптиче ким выходом устройства 8 и первым фотомагнитоэлектрическим приемником 4, второй фотомагнитоэлектрический. приемник 5 выходной оптоэлектронной ячейки связан с соответствующим оптическим входом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Пусть магнитная индукция в зазоре марнитопровода электромагнита 3, в котором размещен фотомагнитоэлектричежзкий приемник 4, оптически связанНЕлй с излучающим элементом 7, решна Bq, а световые потоки, поступающие н -вход другого фотомагнитоэлектрического приемника 5 и первого фотоманИ|Тного электрического приемника 4, размещенного в зазоре магнитопровода последующего электромагнита, есть Ф., и Фд соответственно. В результате действия контура обратной связи, состоящего из указанных фотомагнитоэл ектрических приемников 4 и 5, усилителя 2 постоянного тока, в зазоре магнитопровода последующего электромагнита 3 устанавливается такая магнитная индукция В, при которой выполняется условие

(1)

,

, где К и К - коэффициенты преобра зования соответствующих

фотомагнитоэлектрических приемников 4 и 5.

Аналогично, в результате действия остальных контуров обратной связи, состоящей из других фотомагнитоэлектрических приемников, разманенных в зазорах каждых электромагнитов 3 и первых фотомагнитоэлектрических приемников последующих электромагнитов 3, усилителей 2 постоянного тока, в магнитопроводах последующих электромагнитов 3 устанавливаются индукции В„, В..... В„, при которых выполняются условия

к.в,Ф5 , ,,

К,, , М ,

(2)

где Kj, К

коэффициенты

преобразования соответствующих фотомагнитоэлектрических приемников 4 и 5.

В результате действия контура обратной связи, состоящего из фотомагнитоэлектрических приемников, усилителя обратной связи и излучающего элемента 7, поток света,поступающий на оптический вход фотомагнитоэлектрического приемника, достигает величины Ф,, , при которой выполняется условие

V nJZmi К,,пчгВо г.. 3)

где К2м1 2. коэффициент преобразования соответствующих приемников. Уравнения 1-3 образуют систему, . Исключив последовательно из первого второго, третьего и. т..д. уравнений этой системы Bf, Bg, Bj и т.д., можно решить эту систему относительно Ф- ,

ф KbJ... Kjtn-H

К-( Кч Кл .... Ка

Kj К ...

anta

п

& Фгпн

(4)

&

Учитывая то, что часть света, испускаемого излучающим элементом 7, поступает на выход устройства 8, можно написать

Ф m Ф , (5)

где га Const.

Подставляя в (5) значение i. из (4), получаем

Ф, К - .(6)

п Л а-ч

. Ш KI К . . . v -Kgfm 2- Из (6) видно, что величина выход ного сигнала равна част||ому, цричем и делимое и. делитель представляют произведения вхсздных сигналов В частном случае при п 1 ф устройство является множительноделительным для трех входных сигналов. Выражение (7) не содержит величи BO В, В,..... поэтому устрой ство свободно от пограпности, обусловленной нелинейными зависимостями магнитной индукции от токов, протекающих через обмотки электромагнитов 3. Разработанное аналоговое множитв но-делительное устройство оптически сигналов по сравнению с ранее извес ными расширяет класс решаекядх задач что увеличивает сферу его применени Устройство также содержит меньЬде количество элементов, конструктивно более просто и использование его дает положительный экономический эффект. Формула изобретения Аналоговое множительно-делительное устройство, содержащее оптоэлект ронные ячейки, каждая из которых содержит усилитель постоянного тока электромагнит, в воздушно зазоре сердечника которого расположены два фотомагнитоэлектрических приемника, первый из которых включен между входом усилителя постоянного тока и входом оптЪэлектронной ячейки,второй фотомагнитоэлектрцческий приемник включен между шиной нулевого потенциала и выходе оптоэлектронной ячейки, в каждой оптоэлектронной ячейке, кроме выходной, выход усилителя постоянного тока соединен через обмотку электромагнита с шиной нулевого |потенциала, а фотомагнитоэлектрические приемники связаны с соответствующими оптическими входами устройства, причем выходная оптоэлектронная ячейка дополнительно содержит источник постоянного напряжения, соединенный с обмоткой jэлектромагнит та, и излучающий элемент, подключенный к выходу усилителя постоянного тока и связанный с оптическим выходом устройства и первым фотомагнитоэлектрическим приемником, второй фотомагнитоэлектрический приемник выходной оптоэлектронной ячейки связан с соответствующим оптическим входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач и упрощения устройства, в него введены дополнительные оптоэлектронные ячейки,, причем каждая последующая оптоэлектронная ячейка соединена с предыдущей оптоэлектронной ячейкой встречно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №440675, кл. G Об G 9/00, 1972. 2,Авторское свидетельство СССР №560243, кл. G 06 G 9/00, 1976.