Множительно-делительное оптоэлектронное устройство

(193 (11359 А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ в АВТОРСКОМУ СВИДЕТ. 2. Автовское свипетельство СССРВ 572813. кл. С 06 С 9/00, 1975(54) (5 Ъ МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕОПТОЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО, сопеожашее лва поеобоазовательных оптоона,первый из котовых состоит из светодиода и фотодиода, а второйизсветодиода и фотореэистора, одинвывод которого соединен с анодомфотодиода первого преобразовательного оптройа, светодиоды первого ивторого преобразовательных оптроновподключены к соответствующим выводамсоответственно первого и второгопреобразователей входного напряженияток, и источник питания, о т л ич а ю щ е е с я тем, что," с цельюповышения динамической точностиустройства, в него введены эле.мент И, ключ, токозадающий резистор,операционный усилитель, третии преобразователь напряжения в ток и третий преобразовательный оптрон,состоящий из фотореэистора и светодиода,который соединен с соответствующимвыводами третьего преобразователявходного напряжения в ток, а фоторезистор третьего преобразовательногооптрона включен в цепь обратнойсвязи операционного усилителя, входкоторого соединен с другим выводомфоторезистора второго преобразовательного оптрона, а выход операционного усилителя является выходом устройства, причем каждый преобразовательный оптрон снабжен дополнительным фотодиодом, аноды которых соединены с. соответствующими входами элемента И, выход которого соединен суправляющим входом ключа, сигнальный вход которого соединен с катодомфотодиода первого преобразовательногооптрона, анод которого через токозадающий резистор связан с шиной ну"левого потенциала, а выход ключасоединен с катодами дополнительныхфотодиодов преобразовательных оптро"нов и с положительным полюсом источника.10895941Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для перемножения н .деления токов и напряжений электрических сигналов. 5 Известны различные оптоэлектронные устройства для выполнения операций умножения, деления и возведенжя в квадрат входных сигналов,10 . содержащие два фотореэисторных оптрона, блок выделения модуля разности, первый и второй усилители ,1. /Однако данные устройства не обладают высокой точностью, что обус"5 ловлено временной и температурной нестабильностью фоторезисторов, вхо, дящих в состав устройств.Наиболее близким к предлагаемому является множительно-делительное оптоэлектронное устройство, содержа 20 щее два преобразователя входного на" пряжения в ток, выходы которых подключены к источникам света соответствующих оптронов, фотоприемники25 оптронов, фотодиод и фоторезистор, соединены последовательно и включены между полюсами источника питания так, что катод фотодиода подключен к положительному полюсу источника питания, аанод соединен с выходом устройства и с одним выводом фоторезистора, другой вывод которого соединен с отрицательным полюсом источника питания2 3.Однако известное множительно-де- З 5 лительное оптоэлектронное устройство не обеспечивает высокой динамической точности преобразования входных сигналов вследствие существенной параметрической нестабильности фото резистора и нелинейности его нагрузочкой характеристики.4Кроме того, операция перемножения двух сигналов выполняется устройством не строго, так как при 4 равенстве нулю второй переменной на выходе устройства формируется сигнал, пропорциональный первой переменнои,Цель изобретения - повышение динамической точности работы множитель но-делительного оптоэлектронного устройства.Поставленная цель достигается тем, что в множительно-делительное оптоэлектронное устройство, содержа щее два преобразовательных оптрона, первый из которых состоит из светодиода и фотодиода, а второй - из светодиода и фоторезистора, один вывод которого соединен с анодом фотодиода первого преобразователь" ного оптрона, светодиоды первого и второго преобразовательных оптронов подключены к соответствующим выводам соответственно первого и второго преобразователей входного напряжения в ток, и источник питания, введены элемент И, ключ, токозадающий резистор, операционный усилитель, третий преобразователь напряжения в ток и третий преобразовательный оптрон, состоящий из фоторезистора .и светодиода, который соеди-. нен с соответствующими выводами третьего преобразователя входного напряжения в ток, а фоторезистор третьего преобразовательного оптронафвключен в цепь обратной связи операционного усилителя, вход которого соединен с другим выводом фоторезистора второго преобразовательного оптрона, а выход операционного усилителя является выходом, устройства,причем каждый. преобразовательный оптрон снабжен дополнительным фотодиодом, аноды которых соединены с соответствующими входами элемента И, выход которого соединен с управляющим входом ключа, сигнальный вход которого соединен с-катодом фотодиода первого преобразовательного оптрона, анод которого через токозадающий резистор связав с шиной нулевого потенциала, а выход ключа соединен с катодами дополнительных фотодиодов преобразовательных оптронов и с положительным полюсом источника дитания На чертеже представлена схемамножительно-делительного оптоэлектронного устройства.Устройство содержит преобразователи 1., 12, 13, входного напряженияв ток элемент И 2, преобразовательные оптроны 3 3 , 3 , ключ 4,токозадающий резистор 5, источник 6питания, операционный усилитель 7,причем первыйопреобразовательныйоптрон 3 состоит из светодиода 8и двух фотодиодов 9 и 1 О, а второй3 и третий ЗЗ преобразовательныеоптроны выполнены идентичными исостоят соответственно из светодиодов 11 и 12, фоторезисторов 13 и 14и фотодиодов 15 и 16,Устройство работает следующимобразом., ЕЫХ" 11 ЙФ 2 3Преобразователи 1 -1 и источни 1.Вки света, образованные светодиодами 8, 11.и 12 соответствующих оптронов 31-3 выполняют линейное .преобразование входных сигналов О -П в 51 световые потоки. При наличии трех входных переменных 1 4 О, 02 Ф О, Пз Ф 0) на все .входы элемента И 2 подаются фототоки с дополнительных фотоприемников - фотодиодов 10, 15 и 10 16 оптронов 31-3, и на его выходе формируется сигнал, открывающий ключ 4.Фототок фотодиода 9 оптрона 31 создает на токозадающем резисторе 5 падение напряжения, величина которого пропорциональна величине входного сигнала 01.При этом выходной сигнал усилителя 7 определяется выражением 25 где К 1 - коэффициент, передачи пре. образователя 1 и оптрона 3Кф - сопротивление фоторезис- .тора 13 оптрона 3 , ЗОКф - сопротивление фоторезистора 14 оптрона ЗЗСопротивление фоторезисторов 13 и 14 онтронов 3 и 3 , в свою оче,редь обратно пропорционально зависят 35 от входных сигналов П и Ю т,е.3где К - коэффициент передачи преобразователя 12 и оптрона 32, К, - коэффициент передачи преобразователя 1, и оптрона 3 4При работе на линейном участке фоторезисторов 13 и 14 коэффициенты К, и К, постоянны.Следовательно, на выходе множительно- делительного устройства формируется сигнал, равный2ОВЬХ Ф "1 О3 где К=К - э1 К В случае равенства нулю одного из входных сигналов ключ 4 закрыт и на выходе устройства сигнал отсут" ствует.Включение фоторезисторов 13 и 14 оптронов 32 и ЗЗ соответственно во входную цепь и в цепь отрицательной обратной связи усилителя 7 обеспечивает компенсацию и временной нестабильности их характеристик.Разработанное множительно-дели- тельное оптоэлектронное устройство по сравнению с прототипом обладает повышенной точностью выполнения операций умножения и деления входных сигналов путем компенсации температурной ( . 1,53 град."1) и временной (2-ЗХ за 1 ч) нестабильностей характеристик фотореэисторов, которые в прототипе создают суммарную погрешность порядка единиц - десятков процентов, обеспечения строгого выполнения операций умножения и деления, . что достигается введением логического элемента И и ключа, тогда как в прототипе при наличии только первого входного сигнала и отсутствии второго сигнал на выходе не равен нулю.Таким образом, предлагаемое множительно-делительное оптоэлектронное устройство может быть использовано в различных формирователях нелинейных законов управления динами ческих систем.1089594 Йгх ставитель Ю. Кохред Л, Коцюбняк ректор М Н, Ковалев Ред 6/46 тираж 699 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 133035, Москва, 3-35, Раущская наб., д. 4/5