Оптоэлектронный модуль

П 9) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Н ОЗК 23 12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) В.П.Кожемяко и Л,И.Тимченко (71) Винницкий политехнический институт(56) 1, Авторское свидетельство СССР Р 947973, кл. Н 03 К 23/12, 1980. (54)(57) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ МОДУЛЬ по авт.св. Р 947973, о т л и ч а ю - ш и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительный разряд и в оптоэлектронный ключ дополнительный фотоприемник, причем первый вывод дополнительного фотоприемника подключен к второй шине питания,второй вывод - к базе транзистора оптоэлектронного ключа, эмиттер первого транзистора дополнительного разряда подключен к обцей шине, база через первый резистор дополнительного разряда подключена к первой шине питания и через фотоприемник дополнительного разряда - к четвертой электрической входной шине, а коллектор через первый источник света дополнительного разряда, который оптически связан с фотоприемником дополнительного разряда, подключен к первой шине питания, к которой подключен коллектор второго транзистора дополнительного разряда, база которогб через второй резистор дополнительного разряда подключена к коллектору первого транзистора дополнительного разС ряда, а эмиттер - к перекяючающему Е контакту первой группы контактов переключателя и через второй источник света дополнительного разряда, который связан с вторым фотоприемником первого разряда, - к обцей шине.изобретение относится к импульсной технике и может быт использовано в устройства дискретной автоматики в вычислительных машинах,По основному авт,св. Р 947973 известен оптоэлектронный модуль, содержащий в каждом разряде регенеративный оптрон, который включен между первой шиной питания и общей шиной, и состоящий из источника света, транзистора, первого фотоприемника, который включен между базойтранзистора и первой шиной питанияи оптически связан с источником света, который включен между коллектором транзистора и первой шиной питания, второго и третьего фотоприемников, общие выводы которых подключены к базе транзистора, а другиевыводы - соответственно к первой ивторой электрическим входным шинам,второй Фотоприемник связан с источником света предыдущего разряда,содержащий кроме того вторую шинупитания, третью электрическую входную шину, дополнительный источниксвета, оптоэлектронный ключ, переклюсоединен с второй электрической входной шиной и с .Размыкающим контактом второй группы контактов переключателя, источник света дополнительного регенеративного оптрона оптически связан со своим третьий Фотоприемником и с Фотоприемником оптоэлек,тронного ключа, первые выводы нагрузочного резистора и фотоприемника которого подключены к второй шине питания, второй вывод фотоприемника оптоэлектронного ключа подключен че рез резистор к общей шине и непосредственно - к базе транзистора оптоэлектронного ключа, эмиттер кото-, рого подключен к общей шине, а .коллектор - к второму выводу нагруэочного резистора и к переключающему контакту второй группы контактов переключателя, дОяолнительный источ 60 чатель с двумя группами контактов,и дополнительный регенеративный оптрон, в коллекторную цепь транзистора усилителя которого включен источник света, база транзистора усилителя через первый Фотоприемник подключена к первой шине питания, через третий Фотоприемник - к второй шине питания, через второй Фотопри- З 5 емник, который связан с дополнительным источником света, - к третьей электрической входной шине, которая подключена к переключающему контакту первой группы контактов переклю чателя, размыкающий контакт которого соединен с первой электрической входной шиной и с замыкающим контактом второй группы контактов. переключателя замыкающий контакт перРо вой группы контактов переключателя ник света включен между первой шиной питания и общей шиной 111,Недостатком известного устройства являются ограниченные Функциональные возможности, так как оно позволяет получить результат сложения и вычитания только в единично-позиционном коде.Цель изобретения - обеспечение воэможности представления результата сложения и вычитания не только в единично-позйционном коде, но и в единично-нормальном, т.е. расширение Функциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем, что в оптоэлектронный модуль введены дополнительный разряд и в оптоэлектронный ключ дополнительный фотоприемник, причем первый вывод дополнительного Фотоприемника подключен к второй шине питания, второй вывод - к базе транзистора оптоэлектронного ключа, эмиттер первого транзистора дополнительного разряда подключен к общей шине, база через первый резистор дополнительного разряда подключена к первой шине питания и через Фотоприемник дополнительного разряда - к четвертой электрической входной шине, а коллектор через первый источник света, который оптически связан с Фотоприемником дополнительного разряда, подключен к первой шине питания, к которой подключен коллектор второго транзистора дополнительного разряда, база которого через второй Резистор дополнительного разряда подключена к коллектору первого транзистора дополнительного разряда, а эмиттер - к переключающему контакту первой группы контактов переключателя и через второй источник света дополнительного разряда, который связан с вторым фотоприемником первого разряда, - к общей шине.На чертеже представлена структурная схема оптоэлектронного модуля.Оптоэлектронный модуль содержит в каждом разряде 1=1, 1=2 1= й регенеративных оптронов, которые включены между первой шиной 2 питания и общей шиной 3, и состоит из источника 4 света, транзистора 5, первого фотоприемника б, который включен между базой транзистора 5 и первой шиной 2 питания и оптически связан с источником 4 света, второго и третьего Фотоприемников 7 и 8, общие выводы которых подключены к базе транзистора 4, а другие выводы - соответственно к первой и второй электрическим входным шинам 9 и 10, второй фотоприемник 7 связан с источником 4 света предыдущего разряда, а третий фотоприемник 8 - с источником 4 света последующего разряда 1, содержащий кроме того вторую шину 11 питания, третью электрическую входную шину 12, дополнительный источник 13 света, оптоэлектронный ключ 14, переключатель 15 с двумя группами 15=1 и 15=2 контак тов, и дополнительный регенеративный оптрон 16, в коллекторную цепьтранзистора 5 которого включен источник 4 света, база транзистора 5 через первый фотоприемник 6 под ключена к первой шине 2 питания, через третий фотоприемник 8 - квторой шине 11 питания, через второй фотоприемник 7, который связан с дополнительным источником 13 све та, - к третьей электрической входной шине 12, которая подключена к переключающему контакту 17 первой группы 15=1 контактов переключателя 15, размыкающий контакт 18 которого соединен с первой электрической вход ной шиной 9 и с замыкающим контактом 19 второй группы 15=2 контактов переключателя 15, замыкающий контакт 20 первой группы 15=1 контактовпереключателя 15 соединен с второй электрической входной шиной 10 и с раэмыкающим контактом 21 второйгруппы 15=2 контактов переключателя 15, источник 4 света дополнительного регенеративного оптрона 16 оптически связан со своим третьим фотоприемником 8 и с фотоприемником 22 оптоэлектронного ключа 14, первые выводы нагрузочного резистора 23 и фотоприемника 22 которого подключе ны к второй шине питания, второй вывод фотоприемника 22 оптоэлектронного ключа 14 подключен через резистор 24 к общей шине 3 и непосредственно к базе транзистора 25 опто электронного ключа 14, эмиттер которого подключен к общей шине 3, аколлектор - к второму выводу нагрузочного резистора 23 и к переключающему контакту 26 второй группы 15=2 45 контактов переключателя 15, дополнительный источник 13 света включен между первой шиной 2 питания и общей шиной 3, дополнительный разряд 27, четвертую электрическую входную шину 28 и оптоэлектронный ключ 14 - с.дополнительным фотоприемником 29 с оптическим входом 30, причем первый вывод дополнительного фотоприемника 29 подключен к второй шине 11 питания, второй вывод - к базе транзистора 25 оптоэлектронного ключа 14, эмиттер первого транзистора 31 дополнительного разряда 27 подключен к общей шине 3, база его через первый резистор 32 дополнительного раз ряда подключена к первой шине 2 питания и через фотоприемник 33 дополнительного разряда - к четвертой электрической входной шине 28, коллектор первого транзистора 31 дополнитель ного разряда 27 через свой первый источний 34 света, который оптически связан с фотоприемником 33 допол тельного разряда, подключен к первой мине 2 питания, к которой подключен коллектор второго транзистора 35 дополнительного разряда 27, база которого через второй резистор 36 дополнительного разряда подключена к коллектору первого транзистора 31 дополнительного разряда 27, а эмиттер - к переключающему контакту 17 первой группы 15=1 контактов переключателя 15 непосредственно и через второй источник 37 света дополнительного разряда, который связан с вторым фотоприемником первого разряда, - к общей шине 3.Устройство работает следующим образом.В режиме "Суммирование" переключатель 15 ставится в такое положение, что замыкаются контакты 17 и 18, 21 и 26, на шину 28 подают отрицательный потенциал, При этом в начальный момент времени транзистор 31 дополнительного разряда 27 открывается, срабатывает оптическая отрипательная связь с источника 34 света на фотоприемник 33, на базу транзистора 31 поступает отрицательный потенпиал и, следовательно, транзистор 31 закрывается, источник света 34 гаснет, с коллектора транзистора 31 снимается высокий уровень положительного потенпиала, источник света 31 зажигается, а с змиттера транзистора 35 снимается высокий уровень положительного потенциала, поступающий на третью электрическую входную шину 12, возбуждается первый разряд 1, так как его фотоприемник 7 поступает оптический сигнал с источника 37 света, а на третью электрическую входную шину 12 и шину 9 модуля поступает потенпиал положительной полярности, при этом сопротивление фотоприемника 7 падает, базовый ток транзистора 5 первого разряда увеличивается, вызывая увеличение его коллекторного тока, источник 4 света зажигается, срабатывает оптическая положительная обратная связь, сопротивление фотоприемника 6 падает и первый разряд 1=1 поддерживается в возбужденном состоянии. Причем возбуждение второго разряда .1=2,в первом такте не происходит, так как гашение источника 34 света в первом такте соответствует тому, что снимаются оптические отрицательные обратные связи, сопротивление фотоприемника 38 повышается и на базу траиэис тора 31 дополнительного разряда 27 поступает потенпиал положительнойполярности, открывая его; следовательно, с коллектора транзистора 31 снимается низкий уровень положитель 1078629ного потенциала, с эмиттера транзистора 35 - низкий уровень положительного потенциала соответственно, источник 37 света гаснет, а следовательно, на шинах 12 и 9 модуля поступает низкий уровень положительного потенциала, запрещая дальнейшуюзапись информации в данном такте. Впервом такте происходит также возбуждение дополнительного регенеративного оптрона 16, срабатывает оптоэлектронный ключ 14, с коллекторатранзистора 25 которого снимаетсянизкий уровень отрицательного потенциала.Во втором такте возбуждение источника 34 света соответствует тому,что срабатывает оптическая отрицательная обратная связь, на базутранзистора 31 поступает потенциалотрицательной полярности, закрываяего, а следовательно, с эмиттерногоповторителя, собранного на транзисторе 35 и источнике 37 света, снимается высокий уровень положительногопотенциала, поступающий на шины 12 и9, а поскольку первый разряд 1=-1находится в возбужденном состоянии,то происходит возбуждение второгоразряда 1=2, причем в возбужденномсостоянии остается дополнительныйрегенеративный оптрон 16, так какв паузе между возбуждением первогои второго разрядов 1=1 и 1=2 дополнительный регенеративный оптрон 16не успевает обнулиться, а с коллектора транзистора 25 оптоэлектронного ключа 14 снимается низкий уровеньотрицательного потенциала, запрещаяобнуление разрядов во время записиинформации в модуль. Причем для того, чтобы дополнительный регенеративный оптрон 16 не успевал обнулиться во время записи информации вмодуль, время включения дополнительного разряда 27 должно быть меньше,чем время обнуления дополнительного 4регенеративного оптрона 16,В режиме "Вычитание" переключатель 15 переводится в такое положение, при котором замыкаются контакты 17 и 20, 19 и 26; на шину 28 подается потенциал отрицательной полярности. При этом периодически срабатывает дополнительный разряд 27, и если +1-ый разряд модуля находится в возбужденном состоянии, то последовательно возбуждается-й, 1 -1-й и т.д. разряды, После завершения записи информации происходит обнуление всех разрядов модуля, аналогично режиму "Суммирование", в котором была записана единица информации. Дальнейшая запись информации в модуль соответствует последовательному включению и выключению дополнительного разряда 27 и возбуждению -го, 1 +1-го и т,д. разрядов, при этом обнуление 1 =1-го,-го и т.д. разрядов не происходит, поскольку при записи информации в модуль с коллектора транзистора 25 оптоэлектронного ключа 14 снимается также низкий уровень отрицательного потенциала, который поступает на шину 10. После завершения записи информации в мо-. дуль на шину 12 модуля поступает 60 низкий уровень положительного потенциала, срабатывает оптическая отрицательная обратная связь с источника 4 света на фатоприемник 8 дополнительного регенеративного оптрона 65 16, его транзистор 5 закрывается, а сам оптрон 16 обнуляется, переключается оптоэлектронный ключ 14 и с коллектора его транзистора 25 снимается высокий уровень отрицательного потенциала, при этом происходит обнуление всех разрядов модуля, кроме его последнего разряда, в котором была записана единица информации, так как оптический сигнал поступает на третий фотоприемник 8-1-го разряда с оптического выхода-го разряда, а на третий Фотоприемник 8 последнего разряда, в котором записана единица информации, оптический сигнал не поступает, поэтому он и остается в возбужденном состоянии.Если необходимо остановить поступление входной информации, потенциал отрииательнай полярности на шину 28 не подается, при этом транзистор 31 дополнительного разряда 27 открывается, а с эмиттера транзистора 35 снимается низкий уровень положительного потенциала, запрещающий дальнейшую запись информации в модуль.Таким образом, в данном режиме оптоэлектронный модуль во время записи информации работает в единично- нормальном коде, а конец записи информации в модуль соответствует преобразованию его в эквивалентный ему единично-позиционный код. Причем, если необходимо производить запись информации и индикацию результата сложения в единично-нормальном коде, на оптический вход 30 Фотоприемника 29 оптоэлектронного ключа 14 подается оптический сигнал. Тогда в независимости от того, происходит ли запись информации в модуль или запись информации завершена, транзистор 25 оптоэлектронного ключа 14 остается в открытом состоянии и, следовательно, с его коллектора снимается низкий уровень отрицательного потенциала, запрещающий обнуление разрядов модуля как во время записи информаиии, так и при завершении записи информации.Таким образом, при записи информапии в модуль он работает в единично-нормальном коде, а при завершении записи информапии преобразуется в соответствующий единично-позипионный код. Причем, если необходимо производить запи информации и индикацию результата вычитания в единично-нормальном коде, на оптический вход 30 фотоприемника 29 оптоэлектронного ключа 14 подается оптический сигнал и с коллектора транзистора 25 снимается низкий уровень отрицательного потешиала, запрещающий обнуление разрядов модуля как во время записи информапии, так и при завершении записи информапии.Если время включения дополнительного разряда больше времени обнуления дополнительного регенеративного оптронаЯБД, то оптоэлектронный модуль работает в единично-позипионном коде, причем коммутапия режима "Суммирование" и "Вычитание" происходит аналогичным способом,П и подаче потенпиала ОтрипательРной полярности на шину 28 происходит периодическое срабатывание .дойолнительного разряда 27 и последовательно возбуждается 1 -й разряд и обнуляется 1-1-й разряд модуля, причем дополнительный регенеративный оптрон 16 в-м такте во время включения дополнительного разряда 25Технико-экономический эффект отприменения устройства заключается в расширении его функииональных возможностей, поскольку оно обеспечивает представление результата сложениявычитания как в единично-позиционном, так и в единично-нормальном кодахе г р%27 обнуляется, так как "ьгт оен.Афпереключая оптоэлектронный ключ 14,с выхода коллектора транзистора 25которого снимается высокий уровеньотрицательного потенпиала и созда ют,-.ч условия я Обнуления , 1 горазряда.В режиме "Вычитание", если ( +1-йразряд модуля находился в возбужденном состоянии, то при подаче потенпиала отрипательной полярности нашину 28 происходит периодическоесрабатывание дополнительного разряда 27, при этом возбуждается А -йразряд и дополнительный регенератив ный оптрон .16, причем во время включения дополнительного разряда 27 происходит обнуление дополнительногорегенеративного оптрона 16, поскольку" )переключая оптоэлеккУ "ЭУА,АТ А ОБн (БО тронный ключ 14, с коллектора транзистора 25 которого снимается высокий уровень отрицательного потеныиала и создаются условия для обнуления А +1-го разряда.