Электронно-оптическая ячейка сумматора

(71) Заявитель УММАТОР 4) ЭЛЕ О"ОПТИЧЕ 1 О водникание сигналследуюшиОднакваются впозволяет ой Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в оптических и электрон но-оптических суммирующих вычислителЬ- ных устройствах.Известны .оптические и электронно 5 оптические сумматоры, выполненные в виде однотипных ячеек.Один из известных сумматоров содержит электролюминесцентную ячейку, со единенную с источником питания. через два параллельно включенных фотопроводника, каждый из которых оптически связан с соответствующим источником све. тового сигнала, Особенностью сумматора5 является то, что в него введен четырехслойный диод-динистор, включенный параллельно электролюминесцентной ячейке 1,Однако, совокупность указанных ячеек не Может производить сложения мног разрядных чисел.Известен также оптико-электронны сумматор с устройством для линейной 2развертки светового луча, на которое . подается переменное напряжение от управляемого светом источника, и пОд которым размещены три фотоприемника. Сумматор имеет три входа, накоторые подается в различных комбинациях три световых потока, Световые йотоки вызываю. перемещение луча, проходяшего через устройство для линейной развертки, в одно из трех"положений относительно фотопрйемников. Два из трех фотоприемников соединены параллельно между собой, третий - последовательно относительно первых двух, причем он частично перекрывается одним из остальных фотоприемников. Такое соединение фотоприемников обеспечивает при подаче световых потоков на АФНпленку (слой полупрос высокой фотоэдс) получеа суммы и сигнала переноса вй разряд2 .о при этом сигналы вырабатыэлектрической форме, что неиспользовать сумматор совместз 6918 но с другими цодобцьми же сумматорами для сложения многора рядцнх чисел,Наиболее близким по технической сущности к предложенному является электронно-оптическая ячейка сумматора, содержащая анализаторы, модуляторы света, фокусирующий элемент и соединенные первыми выводами три фотоэлемента, связанные с соответствующими оптическими входами ячейки, Входы первого модулятора света связаны с соответствующими четырьмя опорнымисветовыми пучками с одинаковым направлением линейной поляризации. Первый выход первогомодулятора связан через последовательно установленные второй модулятор света и первый анализатор с суммирующимвыходом ячейки. Второй выход первогомодулятора света через последовательноустановленные третий модулятор света, 20первый анализатор, четвертый модуляторсвета и второй анализатор связан с входом фокусирующего элемента. Третий выход первого модулятора света связан через последовательно установленные третий анализатор, третий модулятор светаи первый анализатор с входом фокусирующего элемента, а четвертый выход первого модулятора света - через последовательно установленные третий анализатор,пятый модулятор света и первый анализатор - с входом фокусирующего элемента,выход которого является выходом сигнала переноса ячейки3 .Однако, в таком устройстве. сложениемногоразрядных чисел ограничено и применение источников питания усложняетконструкцию ячейки.Цель изобретения - расширение области применения за счет сложения мно 40горазрядныхчисел и упрощение ячейки,Это достигается тем, что в электрон/но-оптической ячейке фотоэлементы выполнены в виде солнечных фотобатарей, которые вторыми выводами соединены с управляющими входами всех модуляторовсвета, кроме первого, включенного между первым и вторым выводами одной изсолнечных фотобатарей, причем в ячейке50модуляторы света выполнены в виде электрооптических вращателей плоскости поляризации,На фиг. 1 приведена электрическаясхема ячейки, а ца фиг, 2 - оптическая55схема ячейки.Ячейка сумматора содержит пять модуляторов света, выполненных в виде электрооптических вращателей плоскости поля 89 4ризации свет .1 -5) два цз кото)ьх - 4 и 5 - соединены параллельно, три ацолизатора 6-8 и три солцечцых фотобатареи 9 - 11. Для получения ца выходах ячейкисигналов суммы и переноса используются четыре опорцых световых луча 12 - 15с одинаковым направлением линейной поляризации, падающие ца электрооптический вращатель 1. Выход 16 каждой ячейки можно соединять без дополнительногоустройства со входом следующей ячейки, поэтому с помощью ячеек можно суммировать многоразрядные числа, Упрощение схемы достигается использованием трех солнечных фотобатарей 9, 1 О,11 соединенных по схеме "звезда". Приэтом в общую точку соединяются одноименные выводы фотобатарей, а другиевыводы соединены с вершинами треугольника, образованного электрическим соединением четырех электрооптическихвращателей плоскости поляризации света 2 - 5. Два из них 4 и 5 соединеныпараллельно между собой, а электрооптический вращатель плоскости поляризации света 1 соединен параллельно содной из солнечных фотобатарей 11.Входные сигналы Х, Х, Х в видесветовых потоков одинаковой интенсивности подаются на солнечные фотобатареи 9 - 11 соответственно. Возникающая при падении световых потоков насолнечные фотобатареи ЭДС позволяетрегулировать разность потенциалов накаждом из пяти включенных в цепь электрооптических вращателей. При фиксированном наборе световых потоков Х, Х ,Х вращатели могут находиться в двухразличных состояниях в зависимости отих расположения в ячейке, Состояниевращателя характеризуетсяипиотсутствиемнапряжения на нем,или определеннойразностью потенциалов, зависящей отинтенсивности любого из световых потоков Х, Х, Х и во всех случаях равной одному и тому же значению ЭДСодной солнечной фотобатареи,Ячейка работает следующим образом.Если на солнечные фотобатареи 9-11не подаЕтся ни один из световых потоков Х Х 2, Х , на всех электрооптических вращателях 1 - 5 разность потенциалов равна нулю. Электрооптическиевращатели 1 - 3 пропускают поляризованный свет, не изменяя направленияего поляризации. Анализаторы 6 и 8 цепропускают его. На выходах свет отсутствует, что означает равенство нулю6изобретения 89 Фор мула ры света, фокусирующий элемент и соединенные первыми выводами три фотоэлемента, связанные с соответствующими оптическими входами ячейки, причем входыпервого модулятора света связаны с соответствующим источником опорныхсветовых пучков с одинаковым направлением линейной поляризации, первыйвыход первого модулятора связан черезпоследовательно установленные второймодулятор света и первый анализаторс суммирующим выходом ячейки, второйвыход первого модулятора света через ".последовательно установленные третиймодулятор света, первый анализатор, четвертый модулятор света и второй анализатор связан с входом фокусирующегоэлемента, третий выход первого модулатора света связан через последовательно установленные третий анализатор,третий модулятор света и первый анали .затор с входом фокусирующего элемента,а четвертый выход первого модуляторасвета через последовательно установленные третий анализатор, пятый модуляторсвета и первый анализатор связан с входом фокусирующего элемента, выход которого является выходом сигнала пере-.носа ячейки, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что с целью расширения областиприменения за счет сложения многоразрядных чисел и упрощения ячейки, в нейфотоэлементы выполнены в виде солнечных фотобатарей, которые вторыми выводамй соединены с управляющими входамивсех модуляторов света, кроме первого,включенного между первым и вторым выводами одной из солнечных фотобатарей.2. Электронно-оптическая ячейка пои. 1, отличающаяся тем,что в ней модуляторы света выполненыв виде электрооптических вращателейплбскости поляризации,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР,% 437106, кл, 6 06 8 9/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССРМо 359651 ф кл. Я 061 7/56 ф8, 02 У 3/ОО, 1 970,3, Заявка % 2111963/18-24,кл. б 06 б 9/ОО, 1975, по которойпринято решение о выдаче авторскогосвидетельства 5 о 918сигналов суммы и переноса впедующийразряд. Если же; например, сигнал Хподается на вход, а остальные сигналыотсутствуют, то на электрооптическихвращателях 2, 4, 5 возникает определенная разность потенциалов, в то времякак на вращателях 1 и 3 разность потенциалов равна нулю. Луч света 12проходит через вращатель 1 без изменения направления поляризации и посту пает на вращатель 2, к которому приложена разность потенциалов, Вращатель 2 изменяет направление поляризации луоча 12 на 90 вокруг направления распространения луча. Анализатор 6 пропускает луч, Следовательно на выходе ячейки 16 появится сигнал суммы, соответствующий единице. Луч света 13, пройдя через вращатели 1 и 3, не изменяет направления поляризации, а потому не прой 20 дет через анализатор 6. Лучи 14 и 15 после прохождения вращателя 1 без изменения направления поляризации задержатся анализатором 8, Таким образом,25 значение сигнала переноса в следующий разряд на выходе равно нулю. Величина фото ЭДС, получаемая на зажимах каж дой солнечной фотобатареи 9 - 11, должна быть сравнимой с рабочим напряже 30 нием на электродах электрооптических вра:щателейплоскостиполяризациисвета 1-5.Если рабочее напряжение имеет боль шую величину (порядка нескольких сотен вольт), то фотобатарея должна содержать большое число солнечных элементов. Од 35 како, в виду того, что токи, потребляемые вращателями плоскости поляризации незначительны и размеры фотоэлементов могут быть минимальными, солнечная фотобатарея будет занимать небольшой объем. Если быстродействие сумматора в определенной технической задаче не имеет особого значения, то в качестве солнечных фотобатарей могут быть использованы фотогальванические элементы с АфН - эффектом. Проблема солнечных фотобатарей значительно упрощается, если в качестве вращателя использовать жидкокристаллические ячейки, рабочие напряжения которых лежат в пределах 2-10 В, Для сложения многоразрядных чисел применяется количество ячеек равное числу разрядов слагаемых. Это количество физически ничем не ограничено, так как сигнал переноса формируется в каждой ячейке самостоятельно ир параллельного потока излу тения общего для всех ячеек. 1. Электронно-оптическая ячейка сумматора, содержащая анализаторы, модулято691889 г.2 дернов аэ 6219/41 Тираж 78 ЦНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра0 Подписноего комитета СССРи открытийушская наб., д, 4/5 илиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная Составитель Ю, КозловРедактор А. Виноградов Техред 3. фанта Корректо