Оптико-электронный функциональный преобразователь
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 642732
Авторы: Бахмутский, Коновалов, Шептебань, Якушев
Текст
(23) Приоритет -Опубликовано 15.01.79. Бюллетень2Дата опубликования описания 15.01,79 а (51) М. Кд6 Об 1 300 6 Об 6 9/ОО Гкуррствнньй нбихю ССОР ваафатнннй в атирытий(72) Авторы изобретения Специальное конструкторское бюро микроэлектрщпфи в приборостроенииИзобретение относится к области оптико- электронной обработки информации и может быть использовано при построении устройств аналого-цифровой (гибрипной) выщслительной техники и ав томап 1 ки.Известны оптико-электронные функциональные преобразователи. Один из известных преобразователей построен ца базе серийно выпускаемого оборудования. В нем двоичный кодо-импульсный сигнал управляет группой инжекццонных лазеров, количество которых равно числу разрядов преобразуемого кода; свет от лазеров поступает на общий фотодетектор через группу оптических аттенюаторов, причем лучу каждого разряда соответствует свое ослабление; фотодетектор преобразует лучистую энергию в электрическое напряжение, являющееся аналоговым эквивалентом исходного кода; аналоговый сигнал квацтуется по уровню с помощью компараторов и поступает на группу лазеров, каждый из которых запускается определешпдм уровнем входного сигнала;луч от лазера, за. пущенного данным уровнем, падает на соответствующую часть кодовой маски, а затем воспринимается массивом фотодетекторов, количество разрядов которых равно числу разрядов выходного кода 111.Другой известный оптико- электронныйфункциональный преобразователь обеспечивает 5 высокую температурную стабильность преобразования, В нем входная информация восцртптимается с кодового диска блоком кремниевых фотодиодов; сигнал с фотодиода смещается и подается на дискриминатор, построенный на 1 О транзисторах пша р-и-р по схеме с общим змиттером, температурная стабильность достигается тем, что источник напряжения смещения построен на транзисторах с идентичными характеристиками и того типа, что и транзисторы дискриминатора, в результате чего изменения внешней температуры оказывают одинаковое, взаймно компенси- .рующее влияние и на источник смещения, и ца дискриминатор. Сигнал с выхода дискриминатора подается на усилитель, реализованный на тран 2 о зисторе типа л.р-л.Кроме истощгиканапряжения смещенияфотодиодов в схеме преобразователя применен второй источник смещения, предназначенный для20 30 изменения температурной зависимости напря-, жения коллектор.эмиттер транзисторов дискрцмцнатора. Второй источник также реализованный ца транзисторах, содержит терморезистор, пред. назначенный для компенсации комнатных температурных характеристиес кремешевых фото- диодов; диапазон рабочих температур такого оптико- электронного преобразователя от -50 С до+100 С И, 11 аееболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является оптико злектронец ей функциональный преобразователь,содержащий последовательно соединенные из.лучатель света, электронно-оптический преоб. разователь, блок оптической обработки сигнала и фотоэлектрический преобразователь, выходом связаеецьей со входом следящего преобразователя аналог код, выход которого является выходом преобразователя Щ .Основным недостатком известных оптикоэлектронцьех преобразователей является низкая точность преобразоваш;я, обусловлеецеая зави. сцмостью оптических и электрооптических параметров используемых материалов и элемецтов от неинформативных параметров окружающей среды (температура, освещенность, параметры питания, климатические ц механические возцействеея).Целью изобретения является повышение точности работы оптико-электронного фуцкциопаль. ного преобразователя за счет введения коррек. тируюецих воздействий по всем неинформа тивньем йараметрам преобразов ащи. Цель достигается тем, что В предлагаемьейоепцко. электронный фуцкцеюнальцый преобразователь введены трц коммутатора, коммутатор с памятью, блок корректирующих элементов,входы которого соединены с соответствуеощцмц Выходами первого коммутатора, а выходы - подключены к соответствующим входам коммутатора с памятью, который выходами соаедцеееее с соответствующими корректирующими входамц излучателя света, электронно-оптического преОбразователя, блока оптическои обработки сигнала, фотоэлектрического преобразователя и следящего преобразователя аееаееое код, а также введены двухнолеоснью переключатели, выход первого из которых соедешсее с информационным входом электронно-оптического преобразователя, а входы связаееье соответственно со вхо. дом преобразователя ц выходом второго коммутатора, генератор тестовых сигналов, Выходы которого подключены к соответствующим входам второго коммутатора, блок уцравлеееия,связаньеый первым входом с входом преобразователя, первьем выходом - с управляющим входом коммутатора с памятью вторым .Выходом - с соответствующими управляеощимц входами коммутаторов, а третьещ выходом - с управляющими входами обоих двухполюсных переключателей, причем выход второго двух. полюсного переключателя соединен с ипформациошеым входом первого коммутатора, линей. цый преобразователь код.аналог, Выходом соедцценееый с перВым ВхОдОм ВТО 13 ого еевухетолюсееого. переключателя, генератор чисел, связанный выходами с соответствуеощими входами третьего коммутатора, пороговый элемецт, вход которого соединен с выходом линейного преобразователя код-аналог, блок сравнения кодов, входы которого связаны соответствеепео с выходом следящего преобразователя аналог.код и выходом третьего коммутатора, а Выход подклеочец ко входу щцеейееого преобразователя код.аналог, функциональный прдзбразоватеееь код-аналог, аееалоговьей блок сравнения и клеоч, выход которого соединен с вторым Входом вторио двухполеосееого переключателя, первый вход ключа связан с выходом порогового элемента и вторым входом блока управлеееня, а второй вход ключа связан с выходом аналогового блока сравнения, первый вход которого связан со входом преоб. разователя, а второй вход через функциональный преобразователь код. аееаееог - с выходом пре. образователя.Па чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого Оптико. электронного функционального преобразователя.На чертеже обозначено: излучатель света 1; первый коммутатор 2; блок корректирующих элементов 3; коммутатор с памятью 4; электрон. но.оптйческкй преобразователь 5; блок оптической обработки сигееала б; фотоэлектрический преобразователь 7; первый двухполюсцый перееоеючатель 8; второй коммутатор 9; генератор тестовых сигеезлов 10; блок управления 11; второй двухполюсный переключатель 12; лицешпей преобразователь код.аналог 13; следя. щий преобразователь аналог-код 14; генератор чисел 15; третий коммутатор 1 б; пороговый элемент 17; блок сравнения кодов 18; функциональный преобразователь код-аналог 19; аналоговыц блок сравнения 20; ключ 21.Преобразователь работает следующим образом.В такте калибровки первый и второй ецеух. полюсные переключатели 8, 12 находятся в первом положении. При этом на вход электрон. но. оптического преобразователя 5 соответственно последовательным положениям Второго коммутатора Р поступают аналоговые тестовые сигналы с выходов 1, ., пе генератора тестовых сигналов 10.Тестовые сигееалье, количество которых равно числу корр ектируемых неецеформативных па раметров, проходят прямой тракт, т,е. электронФо-оппгдескдпд преобразователь 5, блок оптц. ческой обработки сигнала б и фотоэлектрический преобразователь 7 ц преобразуются следядддддм преобразователем аддалог-код 14 в соответ. ствующую последовательность кодов, причем зд и Б коды несут информащпоо влддядпп( ддеинформад ддв. ньдх параметров и самого тракта. Полученные коды сравшпдаются в блоке сравнения кодов 18 с кодами, поступающими с выхода генератора чддсел 15, которые соответствуют аналоговым тес товым сигналам генератора тестовых сипдаддов 10, и коммутирудотся третьим .коммутатором 16, работающим синхронно с вторым коммутатором 9.На основании кодового разбаланса, вырабатьдваемого цо каждому неинформативно му параметру блоком сравнения кодов 18, линейный преобразователь код-аналог 13 выдает управлядодцие сддпдальд через второй двухцолюс)дьдц переключатель 12 на первьш коммутатор 2, которьш коммутирует корректирующие сигналы Ед,Едп блока корректирующих элементов 3 на корректируюцддте входы излучателя света 1, электронно-оптического преобразователя 5, блока оптической обработки, сигнала б, фотоэлектрического преобразователя 7 и следящего преобразователя аналог- код 14, причем коррекция осуществляется в определенном порядке, который может отличаться от порядка нумерации блоков, кроме того, некоторые блоки могут це корректддроваться, а у ряда блоков может использоваться несколько корректддрующддх воздействий, Влок корректирующддх элементов 3 обладает памятью, поэтому прп прекращедши работы (остановке первого коммутадора 2 на носледнеи позиции) корректируюпяс элементы запоминают те состоядшя, которьде они поддучддлдд в процессе последовательной коммутации, На этом такт калибровки заканчивается.Следующий такт - рабочий. В этом такте первый и второй двухцолюсные переключатели 8, 12 находятся во втором положении (противоположном изображенному на чертеже), Вход. ной сигнал Е(х), пройдя прямой тракт преобразования, подвергается воздействию некоторых неинформатцвных параметров У, , Уп 1 и лри. 50 55 нимает впд Е (Х, Уд Уцд), Поступающий с выхода следящего преобразователя аналог. код 14 код преобразованного сигнала сравнивается в блоке сравнения кодов 18 с числами, посту. лающими с выхода генератора чисел 15, которые соответствуют сигналам генератора тестовых сигналов 10 и коммутируются третьдж коммутатором 1 б в той же последовательности, что и в такте калибровки,В процессе коммутации на преобразуемьш сипил косвенно воздействуют корректирующие синалы Евьдработадпдые в такте калибровки ц) 1 О 15 20 25 М 55 до 45 постуддающие с выходов коммутатора с памятью 4, При эхом сигнал Г Х, Уд, Удп) прддобретьет вид Е (Х,Уд.,Угп 17 Его), если использудотся все коррекпдрующие воэдействддя, В общем случае, т.е. для произвольной точки в диапазоне калибровочных значений, получим зависимость вида Г (Х, УдУд,7,., Е)где .1 ,Й.Корректирующие воздействия в такте калибровки вырабатываются исходя из условияполучения по Хв результате,д)у /.А З/дтдсдхЗГкоррекшш получаемД 2э юс хдобиваемся вьи полнения соотношениялГ (д)=-аГ я) где лГ = мдГз 3 з.дГЛР Й)о - ЬХ) 32Прц этом преобразуемьш сигддал в 1.мп 1)цблнжении прдгмет вцдор)Х ) а . одп дд) 11 " у 1 ) 1, ")р) ) ф Е ьз. +Мо огде У, У - некоторые фиксцровацныезначения, а в)орые слагаемые в точках калибровки равны нулю,Корректддруюнвде воэдеддствия с выходакоммутатора с памятью 4 кожутлруются до техпор, пока блок сравнения кодов 18 не выдаст кодьяднимальддого разбалацса, т.е. пока сигнал непопадает в зону двух ддосддедовагелъкьк калцбровочпых кодов. Этот код преобразуетсялинейным преобразователем код-аддалог 13 ваналоговую велдгдидду и подается на вход порогового элемента 17, которьш срабатывает и выпает команду через блок управления 11 ца остановку первого коммутатора 2 и тем самым - накоммутатор с памятью 4, который прекращаетцальцсйшую коммутацшо корректирующих воз.действий.Пороговый элемент 17 открывает также ключ21, через который разность преобразованного,приведенного к первоначальному виду функционалыгым преобразователем код-аналог 19, ипреобразуемого сигналов подается через ключ 2 Ьна вход первого коммутатора 2 и далее на входблока корректирующих элементов 3, которыйотрабатывает по нему коррект)друкнцие воздей.ствия вяутрдд выбранного калибровочного под.диапазона,формула изобретенияОптико-электронный фуддкцддональиьдйд преобразователь, содержащий последов азелыдо642732 ЦНИИПИ Заказ 7762/47 Тираж 779 Подаисв тентф, г,ужго 1 лиал ПП уя. П роектиая,соединенные излучатель света, электронно- оп. тический преобразователь, блок оптической обработки сигнала и фотоэлектрический цреоб. раэователь, выходом связанный со входом следящего цреобраэователя аналог код, выход которого является выходом преобразователя, о тл и чаю щийся тем, что, с целью повышения точности преобразователя за счет введения кор. ректирующих воздействий по всем неинформа. тивным параметрам преобразования, в него вве. дены три коммутатора, коммутатор с памятью, блок корректирующих элементов, входы которого соединены с соответствующими выходами первого коммутатора, а выходы подключены к соответствующим входам коммутатора с па. мятью, которьп 1 выходами соединен с соответствующими корректирующими входами излучателя света, электронно-оптического преобра. зователя, блока оптической обработки сигнала, фотоэлектрического преобразователя и следящего преобразователя аналог-код, а также вве. дены двухполюсцые переключатели, выход первого из которых соединен с информациощым входом электронно.оптического преобразова. теля, а входы связапь соответственно со входом преобразователя и выходом второго коммутатора; генератор тестовых сигналов, выходы ко. торого подключены к соответствуницпм входам второго коммутатора; блок управления, свя, занный первым входом с входом преобразователя, первым выходом - с управлякнцим входом коммутатора с памятью, вторым выходом - с соответствующими управляющими входами коммутаторов, а треты 1 м выходом - с управ. ляющими входами обоих двухполюсцых переключателей, причем выход второго двухполюсного переключателя соединен с информационным входом первого коммутатора, линейный преоб. 5 разователь код.аналог, выходом соедиленцый с первым входом второго двухполюсного переклю. чателя; генератор чисел, связанный выходами с соответствующими входами третьего комму татора; пороговый элемент, вход которого соедп. 1 О нец с выходом линейного преобразователя код аналог; блок сравнения кодов, входы которого связаны соответственно с выходом сле. днщего преобразователя аналог-код и выходом третьего коммутатора, а выход подключен ко 15 входу линейного преобразователя код. аналог; функциональный преобразователь . код.аналог, аналоговый блок сравнения и ключ, выход кото. рого соединен с вторым входом второго двухпо. люсцого переключателя, первый вход ключа свя эац с выходом. порогового элемента и вторым входом блока управления, а второй вход ключа связан с выходом аналогового блока сравнения, первый вход которого связан со входом преобразователя, а второй вход через функциональный 25 преобразователь код-аналог соединен с выходом преобразователя.Источники информации, принятые во вцимапие при экспертизе1. Патент СНА, Р 3641564, кл,340 - 347, 1972,2. Патент СБА, Н 3670325, кл. 340 - 347, 1972,3, Патент Франции, Я" 2088750, кл. б О 1 Н13/00, 6 02 Е 1/00, Н 01 Н 47/ОО, 1972,
СмотретьЗаявка
2348003, 17.03.1976
СПЕЦИАЛЬНОЕ КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ В ПРИБОРОСТРОЕНИИ
БАХМУТСКИЙ ВИКТОР ФРИДРИХОВИЧ, КОНОВАЛОВ СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВИЧ, ШЕПТЕБАНЬ РУВЕЛЬ ЗЕЛЬМОВИЧ, ЯКУШЕВ ВЛАДИМИР СЕМЕНОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G06J 3/00
Метки: оптико-электронный, функциональный
Опубликовано: 15.01.1979
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-642732-optiko-ehlektronnyjj-funkcionalnyjj-preobrazovatel.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Оптико-электронный функциональный преобразователь</a>
Предыдущий патент: Модуль цифровой интегриующей структуры
Следующий патент: Цифро-аналоговый функциональный генератор
Случайный патент: Устройство для контроля параллельности осей объектов