Оптоэлектронный аналого-цифровой преобразователь

.ИЖМафь ф ИСАНИ БРЕТЕН ВТОРСК СВИДЕТЕЛЬС В 28,М.Ог тельство СССРК 13/20, 1980.льство СССРК 13/20, 1982.АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к автома тике и вычислительной технике и может быть использовано для функционал ного преобразования величины интенсивности оптических сигналов в цифровой код в устройствах обработки информации систем автоматического и автоматизированного управления, УстВ 1248070 А ройство позволяет расширить функциональные возможности. Это достигается тем, что в устройство, содержащеефункциональный генератор оптическихсигналов, и фотодиодов, где п=2 +1,где ш - число разрядов, первый дифференцирующий элемент, счетчик импульсов, источник напряжения, введены резистор, фотоприемник, второйдифференциальный элемент, и фотодиодов соединены последовательно с резистором, что позволяет минимизировать протекающий через резистор ток.Процесс формирования и счета импульсов осуществляется до момента, когда.интенсивность на первом выходефункционального генератора станетравной минимальной интенсивности одного из входных сигналов. 2 ил.Изобретение относится к автомати-ке и вычислительной технике и предназначено для функционального преобразования величины интенсивностиоптических сигналов в цифровой коди может быть использовано в различных устройствах обработки информа -ции систем автоматического и автоматизированного уг 1 равления, в вычислительных системах и системах связи.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейза счет обеспечения дополнительнойфункции нелинейного преобразования.На фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства, на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства,Устройство содержит функциональный генератор 1 оптических сигналов,п фотодиодов 2, где п=2 -1, где ш -число разрядов, источник 3 напряжения, резистор 4, первый дифференцирующий элемент 5, фотоприемник 6,второй дифференцирующий элементисчетчик 8 импульсов.На фиг,1 и 2 обозначено: 1, -1интенсивности входных оптическихсигналов 1,1 интенсивностивыходных оптических сигналов функционального генератора 1; П, - напряжение на выходе источника 3; Пнапряжение на резисторе 4, ТТ Пвыходные сигналы дифференцирующихэлементов 5 и 7,Функциональный генератор.1 предназначен для формирования эталонных оптических сигналов 1 и сигналов 1управления работой счетчика 8, С йервого выхода генератора 1 снимаются оптические импульсы 1 с периодом следования Т и длительностью с передние и задние фронты которых представляют собой соответственно ступенчато нарастающую и ступенчато убывающую временные функции с постоянным шагом квантования по времени д 1 . Величина шага квантования по уровню д 1 выбирается из условия обеспечения требуемой точности аналого-цифрового преобразования, а максимальное значение интенсивности 1 оптических импульсов - в соот 1 Максветствии с величиной и диапазоном изменения входных сигналов 1, -1 Требуемый вид функционального преобразования входных сигналов достигается соответствующим выбором закона изменения величины шага квантования5 15 20 25 30 10 35 40 45 50 по уровню дТ в пределах одного импульса, и в частном случае, функцииизменения фронтов импульсов можетбыть линейной, как показано на фиг.2 а,Со второго выхода генератора 1 снимаются оптические импульсы прямоугольной формыу длительностью (+ дТпериод следования которых равен Т,сдвинутые по времени на величину дотносительно импульсов 1, как показано на фиг. 2 б,Первый дифференцирующий элемент 5предназначен для преобразования ступенчато изменяющихся сигналов Б впоследовательность импульсов на первом входе счетчика 8.Фотоприемник 6 и второй дифференцирующий элемент 7 предназначеныдля преобразования оптических импульсов 1 , снимаемых с второго выхода2генератора 1 в импульсы управленияработой счетчика 8.Счетчик 8 предназначен для подсчета числа импульсов, поступающих наего счетный вход и преобразованияэтой величины в код. На вход сбросасчетчика 8 подаются сигналы установки счетчика в нулевое Состояние.Устройство работает следующим образом.При отсутствии оптических сигналов на каком-либо из оптических входов и фотодиодов 2 на выходе устройства сигналы также будут отсутствовать. При поступлении на входы и- фотодиодов 2 входных оптических сигналов 1-1 , и подаче на вход п-го. фотодиода оптического сигнала 1 с первого выхода функционального генератора 1 в силу свойств цепи фото- диодов 2, которые соединены последовательно и согласно и на которые подано обратное напряжение П, с выхода источника 3, через резистор 4 будет протекать ток, а следовательно, на входе первого дифференцирующего элемента 5 будет формироваться напряжение П, величина которого пропорциональна минимальному значению интенсивности оптических сигналов 1,-1, и 1 , воздействующих на и фотодиодов 2. Первый дифференцирующий элемент 5 преобразует ступенчато изменяющиеся сигналы Б, в последователь 55 ность положительных (для переднего фронта 1 ) и отрицательных (для 2 заднего фронта 1 ) импульсов но"г Ф ступающих на счетный вход счетчика 8,1248070 В зависимости от конкретной схемысчетчика 8 возможны режимы работыустройства, в которых счетчик 8 выполняет подсчет импульсов, либо независимо от их полярности, либо подсчитывает только положительные илитолько отрицательные импульсы. Подсчет всех импульсов, независимо отих полярности, целесообразно выполнить при условии идентичности функций изменения переднего и заднегофронтов импульсов 1 , что обеспечитповьппение точности преобразования.Если функции изменения фронтов различны, необходимо выполнять подсчеттолько положительных или отрицательных импульсов в зависимости от требуемого закона функционального преобразования. Счетчик 8 преобразуетпоследовательность импульсов, поступающих на его счетный вход, в определенные комбинации сигналов на выходе устройства. Оптические сигналы1 , снимаемые со второго выходагейератора 1, преобразуются фотоприемником 6 и вторым дифференцирующимэлементом 7 в последовательностьразнополярных импульсов У , поступающих на вход сброса счетчика 8. Поддействием положительных импульсовсчетчик 8 устанавливается в нулевоесостояние,Таким образом, устройство обеспечивает выделение из совокупности оптических сигналов сигнала с минимальной интенсивностью и преобразование его в цифровую форму по требуемому закону. 4Формула из обретенияОптоэлектронный аналого-цифровойпреобразователь, содержащий счетчикимпульсов, выходы которого являютсявыходными шинами, первый дифференцирующий элемент, генератор импульсЬ. сов, и фотодиодов, где п=2 -1, ш -число разрядов преобразования, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с10 целью расширения функциональныхвоэможностей за счет обеспечения дополнительной функции нелинейногопреобразования, в него введены резистор, источник напряжения, фото 5 приемник, второй дифференцирующий.элемент, а генератор импульсов выполнен в виде функционального генератора оптических сигналов, причемкатод каждого -го фотодиода сое 20 динен с анодом 1-1-го фотодиода,катод первого фотодиода соединен сшиной положительного пстенциала источника напряжения, анод п-го фото-,диода соединен с входом первого диф 2 ференцирующего элемента и первымвыводом резистора, второй вывод которого является общей шиной, оптические входы п-фотодиодов являются оптическими шинами, оптическийвход и-го фотодиода соединен с первым оптическим выходом функционального генератора оптических сигналов,второй оптический выход которого че-,рез последовательно соединенные фотоприемник, второй дифференцирующийэлемент соединен с входом сбросасчетчика импульсов, счетный вход ко-торого соединен с выходом первогодифференцирующего элемента,по делам изобретении13035, Москва, Ж, Рауш Заказ 4142/59 Тираж 816оеВНИИПИ Государственного к Подписиомитета СССРи открытийая наб, д. 4/5 ектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у