Оптоэлектронное множительно-делительное устройство

Союз Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 30,04.79. Бюллетень М 1 (45) Дата опубликования описания 30,04.79 53) УДК 681.335.5, Моцонашвили и В. И. Абашишвили ститут кибернетики АН Грузинской С 71) Заявитель ЭЛЕКТРОННОЕ МНОЖИТЕЛЬНО-Д УСТРОЙСТВОЕЛЬНОЕ 0 осУдаРственныи комитет (23) Приоритет Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использовано в вычислительных устройствах, в которых информация представлена в оптической форме.Известны аналоговые и оптоэлектронные множительно-делительные устройства.Одно из известных устройств содержит три дифференциальных усилителя и фотоэлектрические делители напряжения, изменяющие коэффициенты усиления двух усилителей, образующих плечи мостовой схемы, а третий усилитель используется для перемены знака 11.Другое оптоэлектронное устройство состоит из двух делителей напряжения на резисторе и фоторезисторе каждый, Средняя точка одного из делителей подключена к одному входу дифференциального усилителя, на другой вход которого поступает один из сигналов, другие перемножаемые сигналы поступают на делители напряжения. Выход дифференциального усилителя подается на источник света с линейной характеристикой, Этот источник света вместе с фоторезисторами делителей представляет собой оптически связанную систему 12,Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является оптоэлектронное множительно-делительное устройство, содержащее электромагниты, дифференциальные усилители постоянного тока, источник света и фотомагнитоэлектричсскис преобразователи, первый и второй из которых расположены в зазоре магнитопровода первого электромагнита, а третий и четвертый фотомагнитоэлектрическис прсобразователи -- в зазоре магнитопровода второго электромагнита, первый и третин фотомагнитоэлектрическпс преобразователи соединены встречно и подключены к соответствующим входам первого дифференциального усилителя постоянного тока, а второй и четвсртый фотомагнитоэлектрическис преобразователи соединены встречно и подключены к соотвстствующим входам второго дифференциального усилителя постоянного тока, выход первого диффсренциального усилителя постоянного тока подклОчен к оом отис первого электромагнита, а выход второго дифференциального усилителя постоянного тока подключен к цсточншд света, оптически связанному со входом четвертого фотомагнитоэлсктричсского прсобразоватсля и выходом устройства, причем первый, второй и третий фотомагнптоэлсктричсскпс преобразователи связаны с соответствующими источниками оптических сигналов 13.Недостатком этих устройств является,Ь"В) прежде всего то, что прп конечном коэфф. циенте усиления усил 1 ггелей статическая погрешность зависит от величины дслитсля и увеличивается при его уменьш.нии, и, кроме того, то, что они имеют ограшп 1 снный дшампчсский диапазон изменения дели- ТСЛ 51,Целью изобретения является расширение динамического диапазона и повышение гочностп работы устройства.11 оставленная цель достигается гсм, что оптоэлектронное мпожитсльно-дел итсльнос устройстьч дополппсльно содсржгг усплисль посто 5 нного ток 1 и постояпьЙ м и Г- нит, в воздушном зазоре которого размещен дошлнительно введенный п 51 тый фотомагнитоэлсктрический преобразователь, Оптичсск связанный входом с псрвым источником Оптического сигнала, а выходом ПОЧ 4 ЛЮЧСНН 11 й 14 ВХОД УСИЛИТСЛЯ иСТОЯН- ного тока, вь 1 хгд которого соединен с обмоткой второго электромагнита.На чертеже представлена принципиальная схема устройства, выполненная согласно данному изобретению,Устройство содержит фотомагнитоэлсктричсскис преобразователи 1, 2, 3, 4 и 5, первый б и второй 7 электромагниты, постоянный магнит 8, первый 9 и второй 10 дифференциальные усилители постоянного тока, усилитель постоянного тока 11, источник света 12, перья 1 й 13, второй 14 и трстий 15 источники оптических сигналов и выход устройства 1 б.Устройство работает следующим образв. Пусть магнитная индукция второго электромагнита 7 есть В а световые потоки, поступающие на оптические входы фотомагнитоэлсктрических преобразователей излучения 1, 2, 3 и 5 - соответственно Ф 1, Фз, 1 з и Фз. ПРи этом Ф=СФ, и Фз= =С,1 (1) где С=сопй и С,=сог.М. В результате действия контура обратной связи, состоящего из фотомагнитоэлектрических преобразователей излучения 1, 3, первого усилителя 9 п первого электромагнита б, установится такая магнитная ипдукция В, при которой будет выполняться ус- ловие В, а,К, (,В, - В,ВФ,), (2) где и - коэффициент преобразованияэлектромагнита б;К - коэффициент усиления усилитетсля 9;Ри рз - коэффициенты преобразованияфотомагнитоэлектрических преобразователей 1 и 3,В результате действия контура обратной связи, образованного фотомагнитоэлектрическими преобразователями 2 и 4, усилителем 10 и источником света 12, на входс фотомагнитоэлектрического преобразователя 4 будет действовать поток г 14, равныйф, =-= Фв (вВ фв - Вхф) (3) гдекоэ 1 фп 1 иснпреобразования источника света 12;К. - коэффициент усиления усилитетеля 10;Д, и Д 4 - коэффициенты преобразованияфотомагнитоэлсктрических преобразователей 2 и 4.Тзк как )4 является частью выходного потока, то1 О Цепь, состояпгая из фотомагнитоэлектричсского прсобразовтсля 5, электромагнита 7, постоянного мач 1 ита 8 и усилителя 11,описывается уравнениемВв - а,.,14 К,Во,аз - коэффициент преобразования электро 1 гн 14 та 7;Рз - коэффициент преобразования фотомагнитоэлектрпчсского преобразователяя 5;Кз - коэффициент усиления усилителя 11;В, магнитная индукция постоянного магнита 8. Решая совместно уравнения (2) и (3) от- З носительно гв,х и учитывая (1) и (4), пол чим о зФо111 11 вых - фв(8) то значение, котороспа выходе,Стати 1 сская погрешность устройства В формуле (9) нс учтены малые второ го и высших порядков. Из (9) следует, чтопри конечном коэффициенте усиления К статическая погрешность возрастает с уменьшением г 1 что ограничивает динамический диапазон изменения входного сиг нала Фо.Учитывая (5) и (6) и подобрав коэффициенты усиления усил 1 гтеля.,к,;,с,тК 2)4-аС 2 ВО для статической погрешности получим)о,0;Таким образом, достигается компенсация статической погрешности и тем самым повышается точность производимых устройством операций и расширяется динамический диапазон изменения величины делителя и устройства.Формула изобретенияОптоэлектронное ми ожительно-делительное устройство, содсржащее электромагниты, дифференциальныс усилители постоянного тока, источник света и фотомагнитоэлектрические преобразователи, первый и второй из которых расположены в зазоре магнитопровода первого электромагнита, а третий и четвертый фотомагнитоэлектрические преобразователи - в зазоре магнитопровода второго электромагнита, первый и третий фотомагнитоэлектрические преобразователи соединены встречно и подключены к соответствующим входам первого дифференциального усилителя постоянного тока, а второй и четвертый фотомагнцтоэлектрические преобразователи соединены встречно и подключены к соответствующим входам второго дцффсренццальцого усилителя постоянного тока, выход первого дифференциального усилителя постоянного тока подключен к Оомотке первого электро 5 магнита, а выход второго дцфферснццального усилителя постоянного тока подключсц и источнику света, оптцчсскп связанному со входом четвертого фотомагнцтоэлек-трпчсского преобразователя ц выходом10 устройства, причем псрвый, второй и трстцйфотомагнцтоэлектрпчсскце преобразователисвязаны с соответствующими источникамиоптцчсскцх сигналов, о т л ц ч а ю щ с с с ятем, что, с цслью расширения дцнамцческо 15 го диапазона ц повышения точности работы устройства, оцо дополнительно содержит усилцтсль постоянного тока и постоянный магнит, в воздушном зазоре которогоразмещен дополнительно ввсденный пятый20 фотомагнцтоэлсктрцчсскцй преобразоватСЛЬ, Оцтил 1 ССКЦ СВЯЗаННЫй ВХОДОМ С ПЕРвым источником оптического сигнала, а выходом подключенный и входу усилителя постоянного тока, выход которого соединен с25 обмоткой второго электромагнита.Источники информации,принятые во внимание прп экспертизе1. Патент СШЛ3621226, кл. 235 в 1,1971,30 2. Патент США3423579, кл. 235 - 194,1969.3. Авторское свидетельство СССР