Функциональный электрооптическийпреобразователь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВЮРСКОМУ СВИ ИТВЛЬСТВУ Союз Советсних Социалистичеанх Республик(51)м, кл,з с присоединением заявки Н 9 С 06 С 9/00 осударстаеияый комитет СССР ио аелам изабретеиий и открытий(23) ПриоритетОпубликовано 15.0281. Бюллетень М 9 6 Дата опубликования описания 15.0231Изобретение относится.к аналоговой вычислительной технике и может применяться в йС-сеточных модулях для Формирования граничных условий при решении нестационарных краевых задач.Известен функциональный преобразователь, работающий по принципу кусочно-линейной аппроксимации 1) .Он характеризуется недостаточной точностью формирования временной функции, а также трудоемкостью операции перехода от одной функции к другой.Наиболее близким техническим ре шением к изобретению является электрооптический преобразователь, кото рый содержит ЭЛТ, генератор развертки, функциональную маску, фотоэлемент и усилитель постоянного тока (2) .20Недостатками даннОго преобразователя являются наличие погрешности за счет линейности развертки, а также сложность устройства, вызванная необходимостью Формирования высоких 25 Напряжений для обеспечения работы ЭЛТ. Источник напряжения должен иметь высокую стабильность (что также усложняет устройство), поскольку изменение значения напряжения на30 аноде ЭЛТ вызывает погрешность формирования Функции как во времени,так и по .величине.Цель изобретения - снижение потребляемой мощности и повышение точности преобразователя,Поставленная цель достигаетсятем, что функциональный электрооптический преобразователь, содержащийисточник света, генератор развертки, первый транспарант с нанесеннойфункциональной маской, выход которойсвязан с первым входом собирающейоптической системы, связанной выходом с входом фоточувствительногоэлемента, подключенного выходом кпервому входу операционного усилителя, второй вход которого соединен сшиной нулевого потенциала, а выходявляется выходом преобразователя,введены .светолучевые гальванометры,второй транспарант с. нанесенноймаской передаточной функциии оптический разделитель пучка, вход которого связан с выходом источникасвета, первый выход оптического разделителя пучка связан с оптическимвходом первого светового гальванометра, электрический вход которогосоединен с выходом генератора раз40 вертки, а выход оптически связан свходом первого транспаранта с нанесенной функциональной маской, второй выход оптического разделителяпуска связан с оптическим входомвторого светолучевого гальванометра,выход которого через второй транспарант с нанесенной маской передаточной функции связан со вторым оптическим входом собира 1 ощей оптическойсистемы, а электрический вход второго светолучевого гальванометра соединен с выходом преобразователя,Ба чертеже представлена структурная схема функционального электрооптического преобразователя.Она содержит источник 1 света, 15оптический разделитель 2 пучка, первый светолучевой гальванометр 3,второй светолучевой гальванометр 4,транспарант 5 с нанесенной маской,передаточной функции, транспарантб с нанесенной Функциональной маской,собирающую оптическую систему 7,фоточувствительный элемент 8 операционный усилитель 9 и генератор 10развертки.25Преобразователь работает следующим образом.Оптический сигнал от источника1 света (например, от лампочки накаливания) поступает на вход оптического разделителя 2 пучка, образующего два канала, по которым сигналв виде щелевого пучка"вета поступает на подвижные зеркала .светолучевых гальванометров 3 и 4. Световые сигналы, отраженные подвижными З 5зеркалами светолучевых гальванометров 3 и 4 через соответствующиетранспаранты 5 и б попадают в собирающую оптическую систему 7, состоящую из двух цилиндрическихсобирающих линз (на чертеже непоказаны), фокусирующих сигнал вгоризонтальной плоскости, и однойцилиндрической собирающей линзы(на чертеже не показана), фокусирующей сигнал в вертикальной плоскости.Сигнал, сфокуСированный в точку,попадает на фоточувствительнЫй элемент 8 (например, Фотодиод). Генератор 10 раэвертки вырабатываетпилообразное напряжение, подаваемоена отклоняющую систему светолучевого гальванометра 4, подвижноезеркало которого, отклоняясь, перемещает щелевой пучок света от началадо конца транспаранта б, на котором 55изображена в виде затемненной площади требуемая функция. В зависимостиот величины Функции в каждый моментвремени меняется освещенность поверхности Фоточувствительного эле- щмента 8, которйй соединен с первымвходом операционного усилителя 9.На входе операционного усилителя 9вырабатывается электрический сигналкоторый подается на отклоняющую систему светолучевого гальванометра 3, подвижное зеркало которого, отклоняясь, перемещает второй щелевсй пучок вдоль транспаранта 5 с маской передаточной фУнкции. На поверхности фоточувствительного элемента 8 происходит суммирование двух световых потоков. Фоточувствительный элемент 8 включен в схему операционного усилителя 9 таким образом, чтобы освещенность его поверхности оставалась постоянной. Изменение светового потока в одном из оптических каналов компенсируется изменением светового потока в другом оптическом канале, а сигнал на выходе операционного усилителя 9 повторяет форму требуемой функции в зависимости от характера передаточной функции, которая может быть линейной, а также монотонно возрастающей или. убывающей. В последнем случае проивзодится перемножение заданной и передато;ной функций. Поскольку фоточувствительный элемент 8 работает на достаточно малом участке рабочей характеристики, что достигается применением усилителя с большим коэффициентом усиления, его погрешностью от нелинейной рабочей характеристики можно пренебречь.Разработанный Функциональный преобразователь имеет высокую точность преобразования, а также обладает более широкими функциональными возможностями, позволяя осуществлять умножение заданной Функции на любую монотонно убывающую или возрастающую функцию. Он более экономичен и безопасен в работе, поскольку в нем отсутствует, высокое напряжение, а также в нем не требуется создания специальных узлов для формирования управляющих сигналов, так как уровни сигналов, подаваемых на входы светолучевых гальванометров, позволяют использовать непосредственно выходы операционного усилителя и генератора развертки.Формула изобретенияФункциональный электрооптический преобразователь, содержащий источник света, генератор развертки, транспарант с нанесенной функциональной маской, выход которой связан с первым входом собирающей оптической системы, связанной выходом с входом Фоточувствительного элемента, подключенного выходом к первому входу операционного усилителя, второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а выход является выходом преобразователя, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью снижения потребляемой мощности и повышения точности преобразователя, в него вваказ 10906/74 Тираж 756 ВНИИПИ Росударственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж"35, РауПодписноекомитета СССРи открйтийская наб., д, 4/5 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 дены светолучевые гальванометры,транспарант с нанесенной маской передаточной функции и оптический разделитель пучка, вход которого связан с выходом источника света, первый выход оптического разделителяпучка связан с оптическим входомпервого светолучевого гальванометра,электриЧеский вход которого соединен с выходом генератора развертки,а выход оптически связан с входомтранспаранта с нанесенной функциональной маской, второй выход оптического разделителя пучка связан сОптическим входом второго светолучевого гальванометра, выход которого через транспарант с нанесенной маской передаточной функции связан свторым оптическим входом собиракицейоптической системы, а электрическийвход второго светолучевого гальванометра соединен с выходом преобразователяИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Николаев,С.Н Козлов Э.С;Подгородник Н.П. Аналоговая математическая машина УСМ.М., Машгиз,1962.2. Райдер Дж. Техническая электро.ника. Л., Судпромгиэ, 1961, с. 296298, рис. 8-33 (прототип).