Оптоэлектронное вычислительное устройство

ОП ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 59 О 739 Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет -Государствеинык комитет Совета Министровпо делам изобретеи открытий(72) Авторы изобретения Н, Иванов, Р. ф. Иванов и Л. М. Кишеч Кубанский государственный университет 3 аявителвхо сос тов Изобретение относится к области оптоэлектроники и может найти прцменецие в автоматике и вычислительной технике.Известны оптоэлектронные вычислительные устройства, Одно из них выполняет функции регистра сдвига и представляет собой прозрачную подложку, на одну сторону которой нанесены светоизлучающие элементы 1. Особенностью регистра является наличие шифратора, оптически связанного с элементами электролюминесцентного слоя. Шифратор выполнен в виде параллельно расположенных питающих и выходных проводящих шин, соединенных фоторезистивными перемычками в соответствии с принятой системой кодирования.Наиболее близким техническим решением к изобретению является оптоэлектронное вычислительное устройство, содержащее свето- воды, плоскопараллельный инвертирующцй преобразователь и источники света, связанные со входом устройства 21. Недостатком такого устройства являются его ограниченные функциональные возможности,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет выполнения операции суммирования чисел, Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен дешифратор, выполненный на световодах, одни торцы которых объединены в трц бинарных фоконных входа уст.ройства, а другие - в основные фокоцные выходы, оптически связанные с соответствующими входами плоскопараллельного инвер тирующего преобразователя, причем плоскопараллельный инвертирующий преобразователь снабжен дополнительными фоконнымц входом и выходом, связанными световоламп с бинарным выходом перенос устройства, 0 суммирующий выход которого световола мисвязан с первой группой разрядных фоконных выходов, а дополнительныц фоконный вход - со второй группой разрядных фокоццых выходов плоскопараллельного инвертпрующего преобразователя.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Часть световодов 1 образует дешифратор2. Одни торцы этих световолов, объелццецные в фоконы, образуют бинарные фоконные входы 3, 4 и 5 устройства. Каждый бинарныйд содержит лва жгута, один из которых тоит из трех, а второй - из четырех свеодов. Другие торцы световодов лешцфратора объелинены по три в семь основных фоконных вьходов б лешифратора. Нарялу с этими выходами имеются разрядные фоконные выходы 7. Часть этик выходов лругоц систсмой световодов объединены в фокон 8, 30 который является суммирующим выходом уст60 отсутствует, все основные выходы б освещены. Номера затемненных фоконных выходовб определяются по формуле Л = ЗР, +2 Г+ 11 лв+2( - 1)"+ (2 С)(3 Ез(1) 65 ьроиства. Основные выходы б оптически связаны с соответствующими входами плоскопараллельного инвертирующего преобразователя 9, выходы которого соединены с разрядными фоконными выходами 7.ЭПлоскопараллельный инвертирутощий преобразователь 9 представляет собой многослойную структуру, заключенную между стскляп ньоттт пластинами 10. На внутренние стороны пластин нанесены прозрачные электроды 11, 10 Олтттл из этих электродов находится в контакте с электролюминесцентным слоем 2, другая сторона которого закрыта светонепроницаемой перегородкой 13. К другому электроду 11 примыкает тонкий слой прозрачно го диэлектрика 14. Между перегородкой 13 и диэлектриком 14 расположен сплошной слой порошкового фотопроводника 15 толщинои 80 як, внутри которого расположена управ ляющая сетка 1 б. Сетка 1 б представляет со. бой систему вольфрамовых проволок диаметром около 10 лтк и шагом 250 - 500 лтк. Сетка 1 б гальванически соединена с прозра тным электродочт 11, находящемся в контакте с электролюминесцентным слоем 12.25Оба прозрачных электрода 11 связаны с зажимами источника питания 17, в качестве которого использован генератор переменного напряжения. Инвертирующий преобразователь 9 имеет также дополнительный фоконный вход 18 и соответствующий ему дополнительный фокопный выход 19. Дополнительные вход и выход оптически связаны с бинарным выходом перенос устройства, который состоит из фоконов 20 и 21. Кроме того, дополнительный фоконный вход 18 оптически связан (например, световодамтл) с частью разрядных выходов 7. Регистры слагаемых представлены источниками света 22 и 23, связанными с бинарными входами 4 и 5 соответственно. 4 ОНа одном инвертирующем преобразователе 9 может быть смонтировано несколько однотипных вычислительных устройств, количество которых определяется количеством двоичных разрядов суммируемых чисел. При 45 этом выход перенос (фоконы 20 и 21) соединяют с бинарным выходом 3 следутощсго вычислительного устройства старшего разряда.Единица кодируется путем освещения нечетного фокона бинарных входов 3, 4 и 5, а нуль - освещением четного фокона этих входов. На бинарный вход 3 переносится единиц с младшего разряда, а на бинарные входы 4 и 5 поступают сигналы с соответствутощтлх разрядов регистров слагаемых 22 и 23. При 55 любой комбинации нулей и единиц па трех бинарных входах один .пз основных фоконных выходов б будет затемнен. Только в том случае, когда на всех бинарных входах единицагле У Кт - Ч 7 - К -номер затемненного выхоча, считаяслева направо по чертежу;вес бинарного входа 3;вес бинарного входа 4;вес бинарного входа 5; Переменное напряжение, приложенное к прозрачным электролам 11 возбужласт смкостный ток сметцения, протекающий через слои, заключсгтттьте между электролами 11. Проходя через электролюминесцентный слой 12, ток вызывает излучение с его поверхпоситеи, которое постуттяст на разрядные фоконные выходы 7 и дополнительный фоконный выход 19. Если какой-либо участок фотопроводящего слоя 15 освещается с помощью основных фокопных выходов б тлли дополнительного входа 18, то вследствие наведенной проводимости этот участок гальванически сое,чиняется через сетку 1 б с прозрачным электродом П. Поэтому емкостный ток, ответвляясь ня сетку 1 б, минует соответствующий участок электролкминесцентного слоя 12. В результате против освещенного участка входа оказывается неизлучающий участок выхоча ипвертирующего преооразователя 9, Ооращенное изображение обладает усиленной конграстностью, что благоприятно влияет на характеристики устройства в целом.Рассмотрим как пример сложение следующих цифр. 01, 1. При этом будут освептены четный фокон бинарного входа 3 и нечстные фоконы бинарных входов 4 и 5, как это показано на чертеже. Подставляя в выражение (1 значения У = О, 1 Г = 1, т 17, = 1, получттм,Ч = 5, то есть затемненным окажется пятый из основных выходов б. Соответствующий ему один из разрядных выходов 7 будег излучатощим. Излучение с помощью световодов направляется и дополнительному входу 18 и бинарному вхолу перенос (фокон 20). Так как фокоп 20 излучает свет, а фокон 21 затемнен, то согласно принятому кодированию регистрируется 1 лля переноса в старший разряд. Ни один из разрядных выходов 7, соединенньтх с фоконом 8, не излучает, что соответствует значению О суммы,Ипвертирующий преобразователь 9 позволяет размещать 20 - 40 каналов на сантиметр в одном направлении и 100 каналов на сантиметр в другом ортогональном направ,чении. Таким образом, па преобразователе размером 10 Х 10 стт можно разместить 4 10 каналов. Для ланного вычислительного устройства необходимо иметь 8 каналов, Следовательно с помощью преобразователя 9 указанных размеров можно производить сложение двоичных чисел, имеющих 4 . 1098 = 5 . 10 разрядов. Число разрядов не ограничивается оптическими потерями, так как преобразователь 9, раоотающий в режиме обращения изображения, может осуществлять усиление световых сигналов, Так как световотл поток на бинарных590739 5 к фф 4 1,Ф 4 11 го ааРаа гР сгаааггггггг210комитетазобр тенпй5, оаушска 1ров С одписпо,Тпп. Харьк. фил. пред. Патент входах 3, 4 и б разветвляется не более чем на четыре потока, коэффициент усиления должен быть не менее 4, Инвертирующий преобразователь 9 способен обеспечить гораздо более высокий коэффициент усиления. Благодаря 5 наличию оптической обратной связи устройство обладает двумя хорошо выраженными состояниями; максимальной и минимальной интенсивностями излучения, что соответствует дискретному характеру работы цифровых 1 О устройств, Кроме того, предлагаемое устройство долговечно, обладает высдйфуанической прочностью и надежностью Зфр тфебольших р аз мер ах. Формула изобретения Оптоэлектронное вычислительное устройство, содержащее световоды, плоскопараллельный инвертирующий преобразователь и источ ники света, связанные со входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет суммирования чисел, в него введен дешифратор, выполненный на светово дах, одни торцы, которых объединены в три бинарных фоконных входа устройства, а другие - в основные фоконные выходы, оптически связанные с соответствующими входами плоскопараллельного пнвертирующего преобразователя, причем плоскопараллельный инвертирующий преобразователь снабжен дополнительными фоконными входом и выходом, связанными световодами с бинарным выходом перенос устройства, суммирующий выход которого световодами связан с первои группой разрядных фоконных выходов, а дополнительный фоконный вход - со второй группой разрядных фоконных выходов плоскопараллельного инвертирующего преобразователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:. Лвторское свидетельство СССР262279, Н ОЗ К 37/64, 1970,2. Патент СШЛ3369125, кл. 250 - 213, 1968.