Оптико-электронный триггер Советский патент 1980 года по МПК G11C11/42 

(54) ОПТИКОиаЛЕКТРОННЫЙ ТРИГГЕР

I Изобретение относится к оптоэлектро BGi&e в может быть всаопьаовшо в вы вслительаой технике в оптшсо-электронных автоматических устройствах.. Известны триггеры, которые йри воздействвв на нвх им1гульсов .Света nepex v дят вз одного устойчввого состояния в др гое, Этв устройства со хержат ова фототранзистора, эммвтеры которых заземле. ны, а коллекторы соедийены с общим воточник питанвя через соответствующие рбзвсторы. Между коллекторами фототран- зисторов включены параллельно в Б аротввопсложных направлениях два светоиз- лучающих диода, кoтqJыв расположены таким образом, что в нериод, фототранзистс находится в проводящем состо$гави, соответствующий ему свето- двод излучает свеТ на этот фотсутранзвотер в поддерживает его в приводящем состойнив. Состояние триггера путем подачи светового импульса и хочдредао на базы этих фототранзисторой Такие триггеры не имеют счетного входа, что ограййчВваёт сферу их првмевенвя, яалвчве в,-схеме активных резисторов приводит к потерям электрической энергив. Наиболее близким по технической суп{86СТИ к врешюгаемому является оптшсоалектронный триггер 2. Триггер содержит источник питания, фоточувствител ный прибор с 5 -обраа- ной вольтамаерн характеристикой, сое« ЛИНенную с ним последовательно ячейку, управляющую фоточувствительным прибором и состоящую из oifTB4ecKB связанных и соединенных параллельно модулятора в фотоприе мнвка. Фуншсиональные возможности такого триггера ограничены, так как ая не имеет втечрого противоположного выхода, что не позволяет использовать триггер в схемах, подключаемых к его двум выходам (напрвм в дешифратс ах).. Цель изобретения - расширение функцвоеальвьсс 1возмся1сяостей устройства за счет создания инверсного оптического выхода. Постайленная цель достигается тем, что в оптико-электронный трнгге э, содер жшцйй истотаик излучения и оптически связанные и параллельно включенные пер вьй вхооной модулятор излучения и первый фотоприемник, введены первый и второй Ёькодные модуляторы Излучения, второй входной модулятор излучения в второй фотоприемник. Источник излучения через первьй выходной модулятор йЗлуче ния оптически связан с первым фот приемником, а через второй выходной моду,лятор излучения - со вторым « топриемНИКОМ, котсч ый оптически связан со втоpbiM входным модулятором излучения. Второй выходной модулятор соединен параллельно с первым фотоприемником а второй входной и первый выходной модуляторы подключены параллельно ко второму фотоприемнику. Пе|)вый и второй еходньге модуляторы излучения оптически объединены. На чертеже изображена пршщипнйльная схема оптико--электр жного тргвгтёра, Триггер содержит источник 1 постоян ного излучения, выходные модуляторы 2 и 3, фотогйльванические (солнечные) элементы 4 и 5 в качестве фотоириемНИКОВ, входные модулятору 6 и 7 излучения, световоды 8, и фоков 9, объединяющий световоды. Фо огальванический элемент 5 и /входной модулятор 7 путем параллельно, го среди Н ения и оптической связи между собой образуют ячейку. Другая йденти ная ячейка оёразсеана фотоприемнвком 4 и вх.опнъш модулятором 6. Сбе ячейки электрически независимы. Это значит, что их электрические цепи не имеют -, тих ветвей тока, т.е. содержат злектри-м|еск1дсБязеЙ между собой Волёе; чем в. одной топоногической точке. Выходной модулятор 3 соединен паралельно с первой ячейкой (5 и 7) f сйтически связан с источником 1 излучения и фотоприемником 4 второй ячейки,, находясь с ними и одной сжтнческс поо педовательности. Выходной модулятор 2 соединен jaр|аллельно со второй ячейкой (4 И б) И связан оптически с источником 1 излу чения и фотоприемником 5 первой :ячёйки 7 находясь с ними в одной оптической последовательности. Входные модуляторы 6 и 7 оптически обьедЖёны с помощью световодов 78 и la 9. ------ - ----- 7 74 Участок 10 модулятора 2, не связанный с фотоприемником 5, является оптичес сим выходом триггера. Участок 11 модулятора 3, не связанньй с фотоприемником 4, является вторым противофазным оптическим выходом триггера. Фотоприемники 4 и 5 могут служить раздельными входами триггера. Фокон 9 является счетным входом триггера. В качестве модуляторов использовань гячей- ки жидких кристаллов, обладающих эффектом динамического рассеяния неполяризованного излучения. Могут быть использованы модуляторы двух типов, блокирующие излучение при наличии разности потенциалов на управляющих электродах. Выходные модуляторы 2 и 3 идентичны и отличаются от входных модуляторов 6 и 7 более коротким временем релаксации. Такое различие характеристик дос; тигается неодинаковой толщиной пле нок жигвсогОйристалла, помещенньсс между электродами Модуляторов. Триггер работает следующим образом. Схема всегда находится в оДном из устойчивых состояний, при котором фотогальванический элемент одной из независимых электрических цепей возбуждаемся излучением источника 1, а модуляторы этой цепи блсясируют излучение. Например, как это показано на чертеже, элемент ,4 возбужден, а модулятс ы 6 и 7, включенные с ним параллельно, блсжируют взлучение, В1с;л1ёДСтвие явления динамичесв ого рассеяния . све та, вьсзванного наличием напряжения на зажимах фотогальванвчвско- го элемента 4.- Если на счетный вход подается оптический mffiyrtbfc, оя по световоду 8 поступает к фЬт ягальваническим элементам 4 и 5. Оонако фотогальванический элемент 4 Ьпти 1ёски лсжирован модулятором 6 и сигнал поступает трлько на фотргальванический элемент 5. Освещенный пуокШШ фотогальваническид &п&щ мент 5 начинает генерировать ЭДС, которая прикладывается к модулйгфам 7 н 3. Эти модуляторыНачинают уменьщать коэффициент светопрбпускания. Световой поток от источника 1 свети, попадающий на фотогальваническийэлемент 4 уменьшается так как он проходит через С1Одулятсчэ 3. Лоэтомз уменьшается ЭДС, генерируемая фотогальваническим элементом 4. Это приводит в свою очередь к уменьшению приложенного напряжения на модуляторах 2 и 6, увеличению их коэффициента свето пропуекания. Световой потек от источника 1 через модулятор 2 попадает на элемент $ и увеличивает генерируемую им ЭДС и т.д. Чтобы уменьшение светового потока, от источника 1 света на фотогальваничео ком элементе 4 не компенсировалось полностью светом запускающего импульса, который попадает на фотогальваническнй элемент 4 через открьшающийся модуля. тар 6, время .перехода модуляторов из состояния с минимальным коэффициентом светопропуекания при снятии прйло бн- :ного напряжения и время перехода модуляп оров из состояния с. максимальным коэффициенте светопропускания в соетояние с мш{имальным коэффвцвевтом светопропускания при подаче напряжения (время релаксации) должно находиться . в определенном соотношений с длительностью запускающего импульса. где И Ч J - время релаксации соответственно модуляторов 2, 3 н мехдуляторов 6 и - длительность запускающего импульса. . Тогда за время действия светового iBMtnynbcd модулятор 2 увеличивает коэффнцвгбнт пропускания так, что дальнейшее уменьшение коэффициента светонронускани модулятора 3 происходит за счет Э11С фото гальванического элемента 5, освешекного . ictfitoo источнЕском 1 света через модулято 2. Модуляторы 6 и 7 в силу тос большой ерционности сртбатыванизчне усп вакуг компенсировать за .время светового им пульса перераспределение освещенности фотогальванических элементов 4 и 5 точником 1 света. Таквм образом, завершение : неребро оа триггера из одного состояния в другое нроисходит за оередаснределения освещенности фотогальваннческвх элементов источником 1 света. Триггер устанавливается в другое уо тойчивое состояние, при котором ваннческий элемент 5 возбужден, а моду лхпс ы 3 и 7 блокируют излучение В силу симметрии схемь следующий запускающий импульс, поданный на счетный вход, аналогичным образом перебрав сьшает триггер, в прежнее состояние. Пра этом на участках 10 и 11 модуляторов 2 и 3 поочередно появляется излучение, сдвинутое по фазе на 180. Наличие противофазных выходов Юн 11 расширяет функциональные возможности этого триггера по сравнению с известным так как позволяет использовать его в оптоэлектрскгаых схемах, управляемых инверсными потоками излучения, Hanpti- мер, в Ьумматоре, логическом элементе, деши4раторе. Устройство не содержит электрических источников питанвя и целиком обеспечивается за счет анергии излучения, например излучения солнца, что позволяет использовать триггер на космических объектах. Не заходящих в тень. Формула изобретения Оптико-электронный триггер, содержащий источник иэлучения и оптически связанные в параллельно включенные первый входной модулятс излучения и первый фотоориемник, отличающийс я тем, что, j: целью расширенвя функцнснальных возможностей за счет организации инверсного оптичестого вькода, в устройство введены первый -.. и второй выходные модуляторы излучения вчччюй входнсА модулятор излучения и втсфой фотоприемник, причем источник излученна через нервый ЁЫХОДНОЙ модуляторизяутения, оптически связан с нервым фотоприемнвком, а через второй вь ходной модулят ч) излучения - со вторым фотоприемник(, (яттнчески связанным со входным модулятором излучения, вторсЛ ёьосодной модулятор с,оединен параллельно с первым фотоприемником, первый выходнсА и второй вхооной модуляторы излучения параллельно подключены ко второму фотоприемнйку, а первый и второй входные модуляторы излучения оптически -обьедннены. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии № 4412О35, кл. Н ОЗ К 3/42, 1973. 2. Авт(ское свидетельство СССР № 376742, кл. Q 02 F 3/00, 1971 (прототип).