Пьезоэлектронный переключатель оптических каналов

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и 07 КРытПРИ ГКНТ СССР(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬОПТИЧЕСКИХ КАНАЛОВ(57) Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности к волоконно-оптическим переключателям, и может быть использовано для коммутации оптических каналов в многоканальных линиях оптической связи. Цельизобретения - повьппение точности переключения оптических каналов. Цельдостигается тем, что в устройствовведены формирователи 9 импульсов,элемент ИЛИ 10, задатчик 13 каналов,два компаратора 11 и 12, два элемента И 14 н 15 и реверсивный счетчик16, которые вырабатывают сигналы управления блоком 17 управляющего напряжения, в который введены генера .тор 18 импульсов, два элемента И 19и 20, реверсивный счетчик 21, цифроаналоговый преобразователь 22 и усилитель 23. Переключение оптическихканалов, происходящее благодаря изгибу биморфного пьезоэлемента поддействием управляющего напряжения,не зависит от гнстерезиса пьезоэлемента, так как изменение управляющего напряжения прекращается сразу подостижении миксимума сигнала иа выходе световодного ответвителя вы-,бранного канала. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к оптоэлектронике, в частности, к волоконнооптическим переключателям, и можетбыть использовано для коммутации оптических каналов в многоканальныхЭлйниях оптической связи.Пелью изобретения является повышение точности коммутации оптических каналов путем устранения влияния гистерезиса биморфного пьезоэлемента.На чертеже представлена Функциональная схема переключателя.Пьезоэлектрический переключательоптических каналов содержит источник 1 света, оптически связанный сосветоводным волокном 2, снабженнымлинзой 3, укрепленным на свободномконце биморфного пьезоэлемента 4,матрицу 5 отверстий, каждое из которых посредством световодных ответвитителей 6 в каждом канале связано сфотоприемником 7, выход которогоподключен к входу усилителя 8, выходкоторого подключен к Формирователю9 импульсов по каждому из каналов,логический элемент ИЛИ 10, первый 11и второй 12 компараторы, задатчик 13каналов, первый 14 и второй. 15 элементы И, первый реверсивный счетчик16 и блок 17 управляющего напряжения,Блок управляющего напряжения содержит генератор 18 импульсов, элементы И 19 и 20, реверсивный счетчик 21, цифроаналоговый преобразователь 22 и усилитель 23.В режиме переключения оптическихканалов переключатель работает следующим образом,Предварительно счетчики 16 и 21обнуляются подачей сигнала на шины"Сброс 0" для снятия остаточных деФормаций пьезоэлемента. Затем оператор с помощью задатчика 13 выбираетномер канала. В результате на, выходезадатчика появляется двоичный код А,соответствующий выбргнному каналу,Этот код поступает на первые входыкомпараторов 11 и 12, на вторые входы который поступает двоичный код Вс выхода реверсивного счетчика 16,Компараторы выполнены таким образом,что компаратор 11 выдает на выходелогическую "1" только в случае, когда код А больше кода В, а компаратор12 выдает на выходе логическую "1",только если код А меньше кода Б. Приравенстве кодов А и В на выходах 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 обоих компараторов устанавливается логический "0".Предположим, что код В меньше кода А. В этом слчае логическая "1" с выхода компаратора 11 поступает на логические элементы И 15 и 19 и открывает их, В результате импульсы с генератора 18 начинают поступать через элемент И 19 на суммирующий вход (+) счетчика 21. Двоичный код с выхода счетчика 21 поступает на цифроаналоговый преобразователь 22, где преобразуется в аналоговый сигнал, который после усиления усилителем 23 поступает на биморфный пьезо" элемент 4. В результате биморфный элемент 4 начинает изгибаться, и его свободный конец, к которому прикреплено световодное волокно 2, начинает перемещаться вдоль матрицы отверстий 5 в сторону увеличения номера капала, поочередно освещая Фотоприемнйки 7, При этом источник 1 света работает в непрерывном режиме, Сигналы с выходов Фотоприемников 7 усиливаются усилителями 8 и подаются на входы Формирователей 9. На выходах Формирователей 9 появляются импульсы в моменты прохождения оптического луча соответствующего отверстия в матрице 5. Эти импульсы через элемент ИЛИ 10 поступают на суммирующий вход счетчика 16 через открытый элемент И 15,Биморфный пьезоэлемент 4, а соот" ветственно, и световодное волокно 2 с укрепленной на нем линзой 3 перемещаются до тех пор, пока код В на выходе счетчика 16 не станет- равным коду А на выходе задатчика. В мо - мент равенства кодов А и В на выходах компараторов устанавливается логический "0", элементы И 15 и. 19 блокируются, прекращая подачу импульсов на счетчики 16 и 21, и биморфный пьезоэлемент 4 останавливается, тем самым подключая световодное волокно 2 к выбранному каналу. При необходимости изменения номера канала оператор устанавливает с помощью задатчика 13 новое знячение кода.Предположим теперь, что код А. с выхода задатчика 13 меньше кода В с выхода счетчика 16, При этом логическая "1" появляется на выходе компаратора 12 и открываются логические элементы И 14 и 20. В этом случае импульсы с генератора 18 поступают на вычитающий вход (-) счетчика 21 б Составитель Б,10 денков Техред М.Дидик Корректор М.11 ароши Редактор Л,Лазоренко Заказ 54 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 через элемент И 20, Код на выходе счетчика 21 убывает, что приводит к уменьшению напряжения, подаваемого на биморфный пьезоэлемент 4, В результате его свободный конец перемещает световодное волокно 2 в обратном направлении, Гри прохождении отверстий матрицы 5 на выходе логического элемента ИЛИ 10 появляются импульсы, которые поступают через открытый элемент И 14 на вычитающий вход счетчика 16, Так же, как и в предыдущем случае, движение биморфного пьезоэлемента происходит до тех пор, пока коды Л и В не сравняются,Таким образом, предлагаемое устройство обладает более высокой точностью коммутации оптических каналов, так как наличие гистереэиса при движении свободного конца биморфного элемента не влияет на точность соединения каналов ввиду того что устройство автоматически следит за перемещением световодного волокна и изменяет управляющее напряжение до тех пор, пока не будет най-ден выбранный оптический канал, а о р м у л а изобретения 1. Пьеэоэлектронный переключатель оптических каналов, содержащий источник света, оптически связанный со световодным волокном, снабженным линзой и укрепленным на свободном конце биморфного пьезоэлемента, матрицу отверстий, оптически связанных в каждом канале с первыми полюсами световодных ответвителей, вторые полюсы которых являются информационными выходами переключателя, а третьи полюсы подключены к фотоприемникам, выходыкоторых подключены к входам 193956усилителей, блок управляющего напряжения, выход которого подключен кбиморфному пьезоэлементу, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности переключения,введены общий злемент ИЛИ, первыйреверсивный счетчик, первый и второй компараторы, задатчик каналов,первый и второй элементы И и в каждом из каналов формирователь импульсов, вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - к входуобщего логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам первого и второго элементов И,вторые входы которых подключены квыходам соответственно второго и первого компараторов, а выходы - к вхо дам первого реверсивного счетчика,выход которого подключен к вторымвходам компараторов, первые входыкоторых подключены .; выходу задатчика каналов, вход которого является 25 входом переключателя, выходы первогои второго компараторов подключенык входам блока управляющего напряжения.2, Переключатель по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что блок управляющего напряжения содержит генератор импульсов, два элемента И, выходы которых соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика цифроаналоговый преобразователь,вход которого соединен с выходомсчетчика, а выход - с входом усилителя, выход которого является выходом блока управляющего напряжения, 40 первые входы элементов И соединеныс выходом генератора импульсо.-., авторые входы являются входами блока управляющего напряжения.