Оптоэлектронный многофункциональный элемент

ОПИСАНИЕ ИЗОБР ЕТЕ Н И Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1 ш 534035 Союз Советских Социалистических Республикавета Министров СССРо делам изобретенийи открытий,10.76. Бюллетень40ания описания 10,11.76Опубликовано 3Дата опублпков ЛЕМЕ Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в непрерывных и дискретных логических устройствах.Известен оптоэлектронный многофункциональный элемент, содержащий фотоприемники, которые через ослабляющие светофильтры и светоделительные системы оптически связаны с источниками света, усилитель постоянного тока, вход которого подключен к фотоприемникам, оптические линии задержки, резисторы 1.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей оптоэлектронного элемента,Это достигается тем, что в предлагаемый оптоэлектронный многофункциональный элемент введены ключевое устройство, блок управления, полупроводниковое реле, две дополнительные светоделительные системы, две ячейки Керра, электрическая линия задержки, инверсная ячейка и резистор опорного напряжения, причем вход усилителя постоянного тока подключен к резистору опорного напряжения, а выход - к входу ключевого устройства, первый выход которого подключен к входу инверсной ячейки и через резистор обратной связи к входу усилителя постоянного тока, резистор обратной связи шунтирован последовательно соединенными полупроводни. ковым реле и электрической линией задержки, второй выход ключевого устройства соединен с входами источников света, которые оптически связаны с соответствующими фотоприемниками через светоделительные систе 5 мы, дополнительные светоделительные системы, ячейки Керра и оптические линии задержки, при этом полупроводниковое реле и ячейки Керра связаны через блок управления сшиной команд, а выходы инверсной ячейки яв 10 ляются выходами оптоэлектронного многофункционального элемента,На чертеже приведена принципиальнаяэлектрическая схема предлагаемого оптоэлектронного многофункционального элемента,15 Оптоэлектронный многофункциональныйэлемент содержит фотоприемники 1, 2, которые через ослабляющие светофильтры 3, 4 исветоделительные системы 5, 6 оптически связаны с источниками света 7, 8 соответственно;20 усилитель постоянного тока 9, вход которогоподключен к фотоприемникам 1, 2; оптическиелинии задержки 10, 11; резисторы 12, 13; клю.чевое устройство 14; блок управления 15; полупроводниковое реле 16; две дополнительные25 светоделительные системы 17, 18; две ячейкиКерра 19, 20; электрическую линию задержки21; резистор опорного напряжения 22 и инверсную ячейку 23.Вход усилителя постоянного тока 9 подключен к резистору опорного напряжения 22, а45 50 55 бО 65 3выход - к входу ключевого устройства 14,первый выход которого, соединенный с контактом 24, подключен к входу инверсной ячейки 23 и через резистор ооратной связи 25 -к входу усилителя постоянного тока 9. Резистор обратной связи 25 шунтирован последовательно соединенными полупроводниковымреле 16 и электрической линией задержки 21,Второй выход ключевого устройства 14, соединенный с контактом 26, подключен к входам источников света 7 и 8, которые оптически связаны с фотоприемниками 1 и 2 черезсветоделительные системы 5, 6, дополнительные светоделительные системы 17, 18, ячейкиКерра 19, 20 и оптические линии задержки10, 11 соответственно.Полупроводниковое реле 16 и ячейки Керра19, 20 связаны через блок управления 15 сшиной команд 27.Выходы 28, 29 инверсной ячейки 23 являются выходами оптоэлектронного многофункционального элемента.Оптоэлектронный многофункциональныйэлемент работает следующим образом.Оптоэлектронный элемент может работатьв качестве сумматора входных сигналов,При входных сигналах на входе 30 большенуля, а на входе 31 меньше нуля, поступающих соответственно на резисторы 13, 12, атакже входных оптических сигналах, соответствующих величинам положительной полярности, подводимых на фотоприемник 1, и сигналов, соответствующих величинам отрицательной полярности, подводимых на фотоприемник 2, благодаря отрицательной обратнойсвязи через усилитель постоянного тока 9 иего большого коэффициента усиления, напряжение узловой точки входа усилителя можносчитать равным нулю по сравнению с его выходным напряжением и всеми входными сигналами.Математически можно доказать, что на выходе усилителя постоянного тока 9 напряжение соответствует алгебраической сумме всехпоступающих на его вход сигналов. Это свидетельствует об операции алгебраическогосуммирования,Многофункциональный элемент может осуществлять суммирование как оптических иэлектрических сигналов, так и либо толькооптических, либо только электрических. Кроме того, выходной сигнал для разных комбинаций входных сигналов может быть и электрическим, и оптическим,Оптоэлектронный многофункциональныйэлемент может работать в качестве логического элемента от двух входных сигналов.При этом режим работы должен быть ключевым, т. е. схема должна находиться в одномиз двух вполне определенных состояний. Дляэтого к входу 32 резистора опорного напряжения 22 подводится сигнал lдюп, отрицательной полярности и связанный определеннымобразом с уровнем входных сигналов на входах 30, 31 и оптических входах фотоприемни 5 10 15 20 25 30 35 40 4ков 1 и 2, При этом все оптические сигналы подаются на фотоприемник 1, Они являются положительными. На резисторы 13 и 12 подаются также положительные сигналы, которые имеют определенный уровень напряжения 14, а световые сигналы - определенный уровень светового потока. Эти уровни находятся в определенной зависимости друг от друга таким образом, чтобы действие на схему одного из них было бы эквивалентно действию другого,Для работы оптоэлектронного многофункционального элемента в режиме осуществления дискретной логической операции И на резистор опорного напряжения 22 подается постоянный сигнал Удюд, --- 1,5 Ою. Тогда при отсутствии входных сигналов напряжение на выходе усилителя постоянного тока 9 положительно и при замыкании контакта 24 ключевого устройства 14 сигналы на электрических выходах 28 и 29 соответственно равны нулю и единице, а при замыкании контакта 26 ключевого устройства 14 сигналы на оптических выходах 33 и 34 соответственно равны нулю и единице.Если сумма интенсивностей двух входных сигналов превысит интенсивность Ц,ч,. -- 1,5 Ую, т, е, общий сигнал на входе усилителя постоянного тока 9 будет положительным, то на выходе - отрицательным. Тогда при замыкании контакта 24 ключевого устройства 14 сигналы на электрических выходах 28 и 29 будут соответственно равны единице и нулю, а при замыкании контакта 26 ключевого устройства 14 сигналы на оптических выходах 33 и 34 будут соответственно равны единице и нулю.Таким образом, в описанном режиме на выходах 28 и 33 получается операция И, а на выходах 29 и 34 - операция НЕ - И независимо от природы входных сигналов. В режиме выполнения логической операции ИЛИ на резистор опорного напряжения 22 подается сигнал Удюп.= - 0,5 Ую. Тогда лишь при отсутствии всех входных сигналов напряжение на выходе положительно. При замыкании контакта 24 ключевого устройства 14 на выходах 28 и 29 соответственно нуль и единица, а при замыкании контакта 26 на выходах 33 и 34 нуль и единица соответственно. При всех остальных комбинациях входных сигналов сумма интенсивностей входных сигналов превысит интенсивность Одоп.= - 0,5 Ую, т. е. общий сигнал на выходе усилителя постоянного тока 9 будет положительным и на его выходе напряжение будет отрицательно (меньше нуля), Этому соответствует единица и нуль на выходах 28 и 29 при замкнутом контакте 24 и единица и нуль на выходах 33 и 34 при замкнутом контакте 26 ключевого устройства 14, т. е, в режиме выполнения описанной логической операции на выходах 28 и 33 получается операция ИЛИ, а на выходах 29 и 34 - операция НЕ - ИЛИ независимо от природы входных сигналов,Изд.Государствен по дела13035, Москв аказ 2311/15ЦНИИПР 1713 Тного комитета Сов изобретений и ота, Ж, Раушскан раж 1029ста Министррытпйцао., д. 4/5 ПодписноеСССР пография, пр. Сапунова,5Аналогичным образом можно получить на выходах 28 и 33 логическую операцию Запрет, а на выходах 29 и 34 - операцию Отрицание запрета. Формула изобретенияОптоэлектронный многофункциональный элемент, содержащий фотоприемники, которые через ослабляющие светофильтры и светоделительные системы оптически связаны с источниками света, усилитель постоянного тока, вход которого подключен к фотоприемникам, оптические линии задержки, резисторы, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены ключевое устройство, блок управления, полупроводниковое реле, две дополнительные светоделительные системы, две ячейки Керра, электрическая линия задержки, инверсная ячейка и резистор опорного напряжения, причем вход усилителя постоянного тока подключен к резистору опорного напряжения,а выход - к входу ключевого устройства, первый выход которого подключен к входу инверсной ячейки и через резистор обратной связи - к входу усилителя постоянного тока, 5 при этом резистор обратной связи шунтирован последовательно соединенными полупроводниковым реле и электрической линией задержки, второй выход ключевого устройства соединен с входами источников света, которые 10 оптически связаны с соответствующими фотоприемниками через светоделительные системы, дополнительные светоделительные системы, ячейки Керра и оптические линии задержки, при этом полупроводниковое реле и ячей ки Керра связаны через блок управления сшиной команд, а выходы инверсной ячейки являются выходами оптоэлектронного многофункционального элемента.Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе:1. Авт. св. СССР300867, кл. 6 02 Р 3(00,1969 (прототип).