Оптоэлектронный модуль

(19) ИСАНИ ТОРСНОМУ К ТЕЛЬСТВУ таев,нко, С.Н ОО и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Винницкий политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 947973, кл. Н 03 К 23/12, 1982,2, Авторскоесвидетельство СССР У 978359, кл. Н 03 К 23/12, 1982. (54)(57) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ МОДУЛЬ, содержащий М разрядов, расположенных в строку, где К= 1,2М, и сос-.: тоящих иэ первого светоизлучателя, первого фотоприемника, второго и третьего фотоприемников, которые включены последовательно и первые выводы которых подключены к базе транзистора, змиттер которого подключен к общей шине во всех разрядах, кроме первого и последнего, второй фото- приемник оптически связан с первым светоиэлучателем предыдущего разряда, третий фотоприемник - с первым светоизлучателем последующего разряда, первый фотоприемник - с первым светоиэлучателем своего разряда, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены переключатель, первый, второй, третий усилители, (М)М таких же разрядов, где М - число столбцов от 1 до М, и в каждый разряд - четыре дополнительных фотоприемника, первый и второй дополнительные светоизлучатели,при этом первый, второй, третии ичетвертый дополнительные фотоприемники первыми выводами подключены кбазе транзистора, а их вторые выводыподключены соответственно к первомузамыкающему контакту переключателя,второму замыкающему контакту переключателя, к выходу второго усилителя и выходу третьего усилителя,вход второго усилителя подключен кпрямомму выходу счетного триггера,инверсный выход которого подключенк входу первого усилителя, вход третьего усилителя подключен к входузаписи информации, второй дополнительный светоиэлучатель подключен кпервым выводам первого светоиэлучателя и первого дополнительного светоизлучателя, вторые выводы которыхподключены к выходам первого и второго усилителей соответственно, выход второго усилителя соединен с переключающим контактом переключателя,третий и четвертый замыкающие контакты которого подключены к вторымвходам вторых и третьих фотоприемников соответственно, второй выводпервого фотоприемника подключен квыходу первого усилителя, первый ивторой дополнительные фотоприемникиоптически связаны с первыми светоиэ.лучателйми соседних нижнего и верхнего разрядов соответственно, третийдополнительный фотоприемник и первыйфотоприемник оптически связаны с первым дополнительным светоизлучателемв каждой стррке, вторые фотоприемники первых разрядов, третьи фотоприемники последних разрядов, первые дополнительные фотоприемник разрядов116 ч 881М-й строки, вторые дополнительные фо- первыми светоиэлучателями последних топриемники разрядов первой строки разрядов,черных разрядов, разрядов пероптически связаны соответственно с вой строки и разрядов М-й строки.30 Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемобеспечения возможности отображениямногомерной информации. Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова-,но в различных устройствах дискретной автоматики, в том числе в цифровых вычислительных машинах.Известен оптоэлектронный модуль,содержащий в каждом разряде регеиеративный оптрон, который подключен кпервой шине питания и состоящий изисточника света, усилителя первого, 10второго и третьего фотоприемников 11 Д.Недостатком данного модуля является невысокая надежность из-за разброса времени переключения и в связи с этим трудности выбора длительности тактирующих, импульсов.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяоптоэлектронный модуль, содержащийГ 1 разрядов где М = 1,2, , Н,)расположенных в строку, которые состоят из первого светоизлучателя,первого фотоприемника, второго итретьего фотоприемников, которыевключены последовательно и первыевыводы которых подключены к базетранзистора, эмиттер которого подключен к общей шине во всех раэря -дах, кроме первого и последнего,второй фотоприемник оптически связан с первым светоизлучателем предыдущего разряда, третий фотоприемник - с первым светоиэлучателем последующего разряда, первый фотоприемник - с первым светоиэлучателемсвоего разряда 1 21,Недостатком известного устройства являются узкие функциональныевозможности ввиду того, что оно неможет отображать информацию,в дву 1 мерной системе координат. Поставленная цель достигается тем, что в оптоэлектронныи модуль, содержащий М разрядов, расположенных в строку, где Г 1 = 1,2 И, и состоящих из первого светоиэлучателя, первого фотоприемника, второго и третьего фотоприемников, которые включены последовательно и первые выводы которых подключены к базе транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине во всех разрядах, кроме первого и последнего, вто рой фотоприемчик оптически связан с первым светоизлучателем предыдущего разряда, третий фотоприемник - с первым светоизлучателем последующего разряда, первый фотоприемник - с первым светоизлучателем своего разряда, введены переключательпервый, второй, третий усилители, Г 1-1)м таких же разрядов, где М - число столбцов от 1 до М, и в каждый ра.зряд - четыре дополнительных фотоприемника, первый и второй дополнительные свето- излучатели, при этом первый, второй, третий и четвертый дополнительные фотоприемники первыми выводами подключены к базе транзистора, а их вторые выводы подключены соответственно к первому замыкающему контакту переключателя, второму замыкающему контакту переключателя, к выходу второго усилителя и выходу третьего усилителя, вход второго усилителя подключен к прямому выходу счетного триггера, инверсный выход которого подключен к входу первого усилителя, вход третьего усилителя подключен к входу записи информации, второй дополнительный светоизлучатель подключен к первым выводам первого свето- излучателя и первого дополнительного светоцзлучателя, вторые выводы которых подключены к выходам первого и второго усилителей соответственно, выход второго усилителя соединен с переключающим контактом35 40 50 переключателя, третий и четвертыйзамыкающие контакты которого подключены к вторым входам вторых и третьих фотоприемников соответственно,второй вывод первого фотоприемникаподключен к выходу первого усилителя, первый и второй дополнительныефотоприемники оптически связаны спервыми светоизлучателями соседнихнижнего и верхнего разрядов соответственно, третий дополнительный фотоприемник и первый фотоприемник оптически связаны с первым дополнительным светоиэлучателем .в каждойстроке, вторые фотоприемники первыхразрядов, третьи фотоприемники последних разрядов, первые дополнительные фотоприемники разрядов М-йстроки, вторые дополнительные фотоприемники разрядов первой строкиоптически связаны соответственно с первыми светоизлучателями последних разрядов, первых разрядов, разрядов первой строки и разрядов И-й строки.На чертеже представлена принципиальная схема оптоэлектронного модуляеОпроэлектронный модуль содержитразряды 11 1,д , и,1 . ,фю 2 Яьэ 1 М 1 У Ягфф Мйф1 1 каждый из которых содержит первый светоизлучатель 2, первый фотоприемник 3, второй фотоприемник 4, третий фотоприемник 5, транзистор 6, первый дополнительный фотоприемник 7, второй дополнительный фОто- приемник 8, третий дополнительный фотоприемник 9, четвертый дополнительный фотоприемник 10, первый и второй замыкающие контакты 11 и 12 переключателя 13, первый усили-, тель 14, триггер 15 с прямыми выходом 16 и инверсным выходом 17, счетным входом 18, входом 19 сброса, второй усилитель 20, третий усилитель 21, вход 22 записи информации, первый дополнительный светоиэлучатель 23, второй дополнительный светоизлучатель 24, переключающий контакт 25, третий замыкающий контакт 26 и четвертый замыкающий контакт 27 переключателя 13, общую шиНу еВ оптоэлектронный модуль 1,см. чертеж ), содержащий Й разрядов 11, 11 11, расположенных в строеку и состоящих иэ первого светоизлучателя 2, первого фотоприемника 3 второго и третьего фотоприемников 4 5 О 5 20 25 30 и 5, которые включены последовательно и первые выводы которых подключе.ны к базе транзистора 6, эмиттер которого подключен к общей шине вовсех разрядах, кроме первого и последнего, второй фотоприемник 4 оптически связан с первым светоизлучателем 2 предыдущего разряда, третий фотоприемник 5 - с первым све"тоизлучателем 2 последующего разряда, первый фотоприемник 3 - с первым светоизлучателем 2 своего разря.да, введены переключатель 13, первый, второй и третий усилители 14,20 и 21, М) М таких же раврядов,где М - число столбцов от 1 до М,и в каждый разряд - четыре дополнительных фотоприемника 7, 8, 9 и 10,первый и второй дополнительные светонзлучатели 23 и 24, нри этом пеовый, второй, третий и четвертыйдополнительные фотоприемники 7, 8,9 и 10 первыми выводами подключенык базе транзистора б, а их вторыевыводы подключены соответственно .к первому замыкающему контакту 11 переключателя 13, второму замыкающемуконтакту 12 переключателя 13, к выходу второго усилителя 20 и выходутретьего усилителя 21, вход второгоусилителя 20 подключен к прямому выходу счетного триггера 15, инверс"ный выход которого подключен к входу первого усилителя 14, вход третьего усилителя 21 подключен к входу 22 записи информации, второй дополнительный светоизлучатель 24 подключен к первым выводам первого светоиэлучателя 2 и первого дополнительного светоизлучателя 23, вторые выводы которых подключены к выходампервого и второго усилителей 14и 20 соответственно, выход второгоусилителя,20 соединен с переключающим контактом 25 переключателя 13, ,третий и четвертый замыкающие контакты 26 и 27 которого подключены к вторым входам вторых и третьих фотоприемников 4 и 5 соответственно, второй вывод первого фотоприемника подключен к выходу первого усилителя 44, первый и второй дополнительные фотоприемники 7.и 8 оптичес"ки связаны с первыми светоиэлучателями 2 соседних нижнего и верхнегоразрядов ф 1 ф 2исоответственно тре тйй дополнительный фотоприемник 9 и первый фотоприемник 3 оптическирмациима: иЗО иДл в необходимо, чтобы переключающийконтакт 25 переключателя 13 был соединен с третьим замыкающим контак 35 том 26. Счетный триггер 5 находится в единичном состоянии,Пусть необходимо сместить информацию, записанную в режиме записи,вправо на два индикационных разряда.40Для этого подается четыре импульсана счетный вход 18 триггера 15.С приходом первого импульса триггер 15 переходит в нулевое состояние,т.е"высокий" положительный потен 5циал с инверсного выхода 17 подаетсяна вход первого усилителя 14,который усиливает данньй сигнал.За счет того, что на первом фотоприемнике 3 возбужденного разряда1 где= И= 1, заранееприсутствовал свет от первого дополнительного светоизлучателя 23, сопротивление первого фотоприемника 3становится маленьким,а соответственно,с приходом первого импульса "высокии положительный потенциал через фотоприемник 3 подается на базу транзис 1 тора 6 и этот разряд остается в возбужсвязаны с первым дополнительнымсветоизлучателем 23 в каждой строке,вторые фотоприемники 4 первых разрядов 11 , 12 1)третьи фотоприемники 5 последних разрядов 1 51,Н12, 1 мпервые дополнительныеФотоприемники 7 разрядов 1 1М,М,21 А) 11-й строки и вторые допол 1нительные фотоприемники 8 разрядов11,11,., 1,первой СтрокиОоптически свяэайь соответственно спервыми светоизлучателями 2 последнихразрядов 11, 1, 1 Мпервых)разрядов 1 , 1 1 Мразрядов11, 112 11,) перВой строки и 5разрядов 1 , 11 11-й строки,М)1 М,2МВторые дополнительные светоизлу чатели 24 всех разрядов 11. 11,11) 1 1 М, используются в роли индикационных, 20Устройство работает следующим образом.В начальный момент.все разряды11,1 Мв модуле находятся вобнуленном состоянии, т.е. индикацион.ные светоизлучатели 24 не излучают, свет, а счетный триггер 15 находится в нулевом состоянии за счет пода-чи положительного импульса на еговход 9 Сброса.Данный моДуль может работать вдвух режимах:режим записи любой информации вмодуль,режимпереноса информациив модуль.Рассмотрим режим записи любойинформации в модуль. Для этого счетный триггер 15 устанавливается вединичное состояние путем подачи наего счетный вход 18 одного импульсаи с его прямого выхода 16 снимается)высокий" положительный потенциал,который подается на вход второго усилителя 20 усиливающий данный сигнал и подающий его на светоизлучатели 24 т.е. все индикационные разряды 1подготавливаются к за 4 писи информации. Пусть необходимозаписать информацию в разряды 112, 2 1 2,2 5)2 1,2 15,2 Для этого на четвертые дополнительные фотоприемники О данных разрядов подается 50 оптический сигнал, который подготавливает эти Фотоприемники 10 к записи информации, т.е. сопротивление четвертых дополнительных фотоприем" ников 1 О становится малым, Затеи на 5 вход 22 записи информации подается короткий импульсУсилитель 21 егоусиливается, и с выхода усилителя 21 сигнал подается на четвертые дополнительные Фотоприемники 10 в результате чего данные разряды1,г 12,1 12 2 1 г 1, 2, 1 г переходят в возбужденное состояние, так как транзистор 6 переходит в режим насыщения за счет присутствия на его базе высокого положительногопотенциала,Положительная обратная связь, реализованная на втором дополнительном Фотоприемнике 8, поддерживает транзистор 6 в режиме насыщения. Индикационный светоизлччатель 23 будет постоянно излучать свет.Таким образом, информация будет представлена в следующем виде (возбужденные разряды указаны пересечением двух отрезков внутри квадрата ): им переноса записаинои инфоделяется начетыре подрежиренос информации вправо,ренос информации влево,ренос информации вверх,ренос информации внизя переноса информации впр7 1164 а денном состоянии, т. е, элементами поддержания транзистора 6 в режиме насыщения уже становится первый фото- приемник 3 и светоиэлучатель 2, т.е. в каждом возбужденном разряде производится подготовка к смещению информации, При рассмотрении принципа работы схемы принимаем, что в возбужденном состоянии находится лишь Разряды с.индексами 712 2 1 О 1 з 2 ф 4,2 з 1 у 2 гце показан Ввод инФормации, т.е. 7 и 7 принимают зна" чения 1,2, 2,1, 2,2, 3,2, 4,2, 5,2, С приходом второго импульса счетный триггер,15 переходит в единичное 5 состояние, а высокийн положительный. потенциал, снимаемый с прямого выхода 16, усиливается вторым усилителем 20 и подается на третий э.амыкающий контакт 26, а за счет присут- уО ствия оптического сигнала на втором Фотоприемнике 4 последующего разряда 1 4 от светоизлучателя 2 преды 12дущего разряда 1, разряд 1; +4 переходит в возбужденное состоянйе, так как на втором фотоприемнике 4 разряда 1; +,сопротивление становится ниэIким, а также на его электрический вывод подается "высокий" уровень положительного потенциала, который фак 30 тически будет присутствовать на ба" зе транзистора 6, Если же этот разряд до того находился в возбужденном состоянии то он так в нем и останется, Разряд 1; обнуляется, если пре 7,3дыдущий разряд не излучал свет,. и остается в том же состоянии, если наоборот с приходом третьего импульса идет подготовка для смещения информации, а с приходом четвертого импульса производится смещение Еще 40 на один разряд. Таким образом, каждый последующий разряд в процессе смещения несет информацию своего предыдущего разряда, а следовательно, информация, записанная в режиме за писи информации сместится на два разряда вправо и возбужденными ст но.вятся Разряды 174, 12 ф 12,4 ф 13,4 ф 881ля 13 соединяется с четв.ртым замыкающим контактом 27. Пусть необходимо сместить записанную информацию влево на два индикационных разряда, Для этого на счетный вход 8 счетного триггера 15 подается четыре импульса. Данны 77 режим отличается от режима смещения вправо, описан" нога ранее, только тем, что смещение осуществляется не по второму фотоприемнику 4, а по третьему фотоприемнику 5 разряда 1; , оптически свя 717 фзанного со светоизлучателем 2 разряда 1; +,. В результате смещения информации на два разряда влево, записанной в режиме записи, в возбужденном состоянии будут находитьсяРазряды 4,7 ь ф 2,9 1 юЗ,ю ф 4,7 о ф 5,1 оПолучаем картину, представленную в следующем виде:Данная картина также получается эа счет оптических связей светоизлучателей 2 разрядов первого столбца с третьими фотоприемниками 5 раз ряда последнего столбца,Для переноса информации вверх переключающий контакт 25 переключателя 13 соединяется с первым замыкающим контактом 11, а смещение осу ществляется по первому дополнительному фотоприемнику 7 разряда 1 оптически связанного со светоизлучателем 2 разряда 1;, . В результат смещения в возбужденном состоянии будут находиться разряды 12, 12 2, 12, 1, 1 ., 1 Получим следую 1г щую картину;Для переключающи е оса информации влево контакт 25 переключа И В режиме перено переключающий конт, теля 13 замь 7 кается кающим контактом 1 ществляется по вто ному фотоприемнику оптически связанно чателем 2 разряда свет будут разрядыса информации вниз акт 25 переключас вторым эамыа смещение осурому дополнитель разряда 1о со светоизлуИзлучать 17,21 Ы э.11 б Все оптдами крайн еские столб между разрякрайних строкчтобы инфорны для того, санная в мод рялась. Допу остоянии был олбца, тогда предназначе мация, эапи щении не те бужденном с следнего ст нии вправо ри см ле, тим воз- по 1 ещепр на один разр возбужденлагаемыи бражения мернь модульожет прительной я ормации м ой измери меняться в импульс и информационной т ных устройствах .ав М = 1, то в качест ике азлич- если атики а последовательых с четчиобра. а в ифроков,зоват од, к ого т ого качест о или экрана 1 1 2. Это выглидит следующим. -обраэом: ным разрядом становится тот, который является первым в той же строке.Предлагаемый модуль обладает преи 20 муществом по сравнению с прототипом, заключающимся в расширении его функ- -. циональных возможностей за счет возможности отображать любую информацию в двумерной системе координат,г 5 а также перемещать ее в четыре стороны вправо, влево, вверх вниз ) без потерь. Это достигается тем, что в модуль введены один переключатель, три усилителя, четыре дополнительных фотоприемника, дополнительный и индикационный светоизлучатели в каждый разряд. Переключатель и фотоприемники позволяют смещать записанную формацию в любую из четырех сторон. Усилители введены для того, 35 чтобы обеспечивать питанием любое количество разрядов, так как выходы счетного триггера имеют ограниченный ток, который достаточен только для 4881 1 ОФобеспечения ограниченного числа разрядов, а усилитель позволяет обеспечить все разряды, входящие в модульПервые дополнительные светои элучатели позволяют сдвигать любую информацию, а вторые дополнительные светоизлучатели - индикационные - позволяютотображать ее.Кроме того, устройство обладаетпреимуществом, заключающимся в повышении его надежности функционирования, связанное с тем, что переключение каждого последующего регенеративного оптрона не зависит от длительности самих импульсов, а следовательно, исчезают трудности предварительно индивидуального выбора иподбора длительности импульсов.Таким образом, в процессе функционирования данного устройстваисключается возможность ложного срабатывания регенеративных оптроновиз-за того, что Сгде си срроор.р, овремя срабатывания регенеративныхоптронов вовремя срабатывания регенеративных оптронов может колебаться 11так как процессом переключения оптро 1нов управляет счетный триггер. маторов, реверсивных виговых регистров, и ей временного интерв.Йовжий СостаТехред яс оррект Редактор И.Петров Тираж 872 ИИПИ Государственного по делам нэобретений 3035, Москва, ЖРПодписное мите откр шская наб., д илиал каз 4198/54В 1 Патент", г. Ужгород, ул. Проектна