Оптоэлектронный модуль

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗЬВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи 961156(5)М. Кл. Н 03 К 23/12 с прнсоеаинением заявки,% -ВкуддрвтвапвЯ кемктвт СССР до делам кавервтвккЯ и вткрыткЯ(088,8) Дата опубликования описания 23.09.82(72) Авторы изобретения А.П. Стахов, В.П, Кожемяко, Ву Хыу фи Е. А. Ходяков нг, . Тимченкой".,т. таГ(54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ МОДУЛЬ 1Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах дискретной автоматики и вычислительной техники.Известно оптоэлектронное устройство, содержащее бистабильные элементы на фототранзисторах, светоэлементах и резисторах 1 1,Недостатком этого устройства является неоднородность элементной базы. 1 оИзвестен также оптоэлектронный модуль, содержащий в каждом разряде регенеративный оптрон, состоящий из источника света, усилителя, трех фотоприемников, в котором оптический вход 15 одного фотоприемника связан с оптическим выходом предыдущего разряда, а оптический вход второго Фотоприемника - с оптическим выходом последующего разряда 2 .Недостатком известного модуля являются ограниченные функциональные возможности, так как модуль не может ра 2ботать в единичнонормальном коде и выдавать информацию в обратном коде.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей,Поставленная цель достигается тем, что в оптоэлектронный модуль, содержащий в каждом разряде регенеративный оптрон, состоящий из первого усилителя, который подключен к первой шине питания, между выходом которого и второй виной питания включен первый источник света, выход которого подключен к оптическому выходу разряда, первого, второго и третьего Фотоприемников, первые выводы которых подключены .к входу первого усилителя, второй вывод первого фотоприемника подключен к второй шине питания, а его первый оптический вход связан с оптичес-. ким выходом первого источника света, второй вывод второго Фотоприемника подключен к первому электрическому входу разряда, второй вывод третьего3 96115 фотоприемника - к второму электрическому вхбду разряда, первые и вторые электрические входы всех разрядов подключены к первой и второй электрическим входным шинам, оптический вход второго фотоприемника связан с первым оптическим входом разряда, который связан с оптическим выходом предыдущего разряда, первый оптический вход третьего Фотоприемника связан 1 с вторым оптическим входом разряда 1 который связан с оптическим выходом последующего разряда, введены нулевой разряд на регенеративном оптроне и в каждый разряд четвертый и пя тый Фотоприемники, разделительный диод и оптоэлектронные повторитель, первые выводы четвертого и пятого фотоприемников подключены соответственно к входам первого усилителя, второй вывод четвертого Фотоприемника - к третьему электрическому входу, который подключен к третьей электрической входной шине, второй вход пятого Фото. приемника - к второму электрическому входу разряда, один вывод разделитель. ного диода подклюцен к входу первого усилителя, а второй - к четвертому электрическому входу разряда который подключен к четвертой электрической входной шине в оптоэлектронном повторителе, содержащем вновь введенные второй усилитель и шестой Фотоприемник, первый вывод которого подключен к входу второго усилителя,к выходу которого подключен первый вывод вто 35 рого источника света, а вторые выводы шестого фотоприемника и второго источника света подсоединены к второй шине питания, причем оптическийао вход шестого фотоприемника связан с оптическим выходом своего разряда, а оптический выход оптоэлектронного повторителя, который связан с выходом второго источника света, соединен с первым оптическим входом пятого фо 45 топриемника своего разряда, второй оптический вход третьего фотоприемника связан с третьим оптическим входом своего разряда, второй оптический вход пятого фотоприемника связан с четвертым оптическим входом своего разряда, оптический вход четвертого Фотоприемника связан с пятым оптическим входом своего разряда, второй . оптический вход каждого разряда свя зан с первой оптической виной, вторая оптическая шина связана с вторым оптическим входом, который связан с 6 4шестым оптическим входом нулевого разряда, который связан с вторым оптическим входом своего первого фотоприемника, оптический выход 1-го разряда связан с четвертым и пятым оптическими входами 1 О-(1-1)-го разряда, оптический выход которого связан с четвертым и пятым оптическими входами1-го разряда, третий оптический вход1-го разряда связан с оптическим выходом (1+1)-го разряда, а четвертыеэлектрические входы каждого разрядаподключены к четвертой входной электрической шине.На фиг, 1 представлена структурнаясхема оптоэлектронного модуля.; нафиг. 2 - функциональная схема 1-горазряда,Оптоэлектронный модуль содержитнулевой разряд 1, первый разряд 2,девятый разряд 10, причем первый оптический вход 11 данного разряда,оптически связан с оптическим выходом 12 предыдущего разряда, а второйоптический вход 13 данного разрядас оптическим выходом 12 последующегоразряда. Третий оптический вход 14каждого разряда связан с первой оптической шиной 5. Вторая оптическаяшина 16 связана с дополнительным оптическим входом 17 нулевого разряда1, первый 18, второй 19, третий 20,четвертый 21 и пятый 22 электрическиевходы разрядов соответственно объединены в первую 23, вторую 24, третью25, четвертую 26 (общая цепь сброса)пятую 27 (шина питания) электрическиешины, оптический выход 12 1-го разряда (например, пятого) связан с четвертым 28 и пятым 29 оптическими входами10-(-1)-го разряда (например, шестого), оптический выход 12 которогосвязан с четвертым 28 и пятым 29 оптическими входами -го (например, пятого) разряда.Функциональная схема 1-го разрядамодуля (фиг; 2) содержит регенеративный оптрон, состоящий из источника30 света, первого ФотОприемника 31,усилителя 32, а также второго 33 итретьего 34 последовательно соединенных Фотоприемников, объединенные выводы которых подключены к входу усилителя 32 регенеративного оптрона, адругие выводы - соответственно к первому 18 и второму 19 входам. Крометого,"каждый разряд модуля содержитчетвертый 35 и пятый 36 последовательно соединенные фотоприемники,5 9611объединенные выводы которых подключены к входу усилителя 32 регенеративного оптрона, а другие выводы - соответственно к третьему 20 и второму 19электрическим входам. Оптический вы 5ход 12 каждого разряда связан с входом 37 фотоприемника 38 оптоэлектронного повторителя 39, объединенные выводы его фотоприемника 38 и источника 40 света подключены к пятому электрическому входу 22, а вторые выводы - соответственно к входу усилителя 41 и его выходу. Оптический выход 42 оптоэлектронного повторителя39 связан с шестым оптическим входом43.пятого Фотоприемника 36 данногоразряда, Вход усилителя 32 каждогорегенеративного оптрона через разделительный диод 44 соединен с четвертым электрическим входом 21, причемкаждый разряд, кроме нулевого разряда 1, содержит второй фотоприемник33 с первым оптическим входом 11. Всеразряды модуля содержат третий фотоприемник 34 с вторым 13 и третьим 14оптическими входами, четвертый фотоприемник 35 с пятым оптическим входом 29, пятый Фотоприемник 36 с четвертым 28 и шестым 42 оптическими входами. Кроме того, первый фотоприемник31 нулевого разряда снабжен дополнительным оптическим входомОптоэлектронный модуль работаетследующим образом,При подаче положительного потенци-.ала на шину 27 и светового сигнала35на оптическую шину 16 срабатывает фотоприемник 31 нулевого разряда (Фотоприемник 31 снабжен дополнительнымоптическим входом 17). Транзистор уси 0лителя 32 и-р-и типа открывается, через источник 30 света проходит ток,достаточный для его свечения и, таккак он оптически связан с фотоприемником 31, срабатывает положительная об 45ратная связь и транзистор усилителя32 поддерживается в открытом состоянии. Таким образом, нулевой разрядоказывается в возбужденном состоянии.Оптоэлектронный модуль готов к записи информации.При подаче на входную шину 24 отрицательного потенциала, на входнуюшину 23 - импульсов положительной полярности и на оптическую шину 15светового сигнала оптоэлектронный мо- фдуль работает в единичном позиционном десятичном коде в режиме суммирования. Так как нулевой разряд нахо 56 6дится в возбужденном состоянии, фотоприемник 33 первого разряда 2 оказывается засвеченным и при подаче первого входного импульса транзистор усилителя 32 оказывается открытым, и через источник 30 света проходит ток, достаточный для его свечения, срабатывает положительная оптическая связь между источником света 30 и фотоприемником 31 первого разряда, т. е. срабатывает фотоприемник 31 и транзистор усилителя 32 поддерживается в открытом состоянии даже после прекращения действия входного импульса. Так как первый разряд 2 находится в воз" бужденном состоянии, фотоприемник 34 нулевого разряда оказывается полностью засвеченным (на его оптические входы 13 и 14 поступают световые сигналы) и после прекращения первого импульса, т. е, в паузе между импульсами, транзистор усилителя 32 нулевого разряда 1 закрывается, ток как сопротивление фотоприемника 34 падает настолько, что он шунтирует переход база - эмиттер транзистора усилителя 32 и, следовательно, происходит гаше" ние нулевого разряда. Таким образом, при подаче очередных импульсов аналогичным образом последовательно возбуждаются 1-й, (1+1)-й и т. д. разряды, а соответственно обнуляются (1- 1)-й, 1-й и т, д. разряды.При подаче на входную шину 24 импульсов положительной полярности, на входную шину 23 - отрицательного потенциала на оптическую шину 15 - светового сигнала оптоэлектронный модуль работает в единичном позиционном коде в режиме вычитания. Предположим, что в возбужденном состоянии находится девятый разряд 10, тогда фотоприемник 34 восьмого разряда 9 оказывается полностью засвеченным (на его оптические входы 13 и 4 поступают световые сигналы). При подаче первого входного импульса базовый ток транзистора усилителя 32 восьмого разряда 9 повышается настолько, что он оказывается в открытом состоянии и через его источник 30 света проходит ток, достаточный для его свечения, а так как между источником 30 света и фотоприемником 31 имеется положитель" ная оптическая обратная связь, транзистор усилителя 32 поддерживается в открытом состоянии, даже после прекращения действия входного импульса. Так как восьмой разряд 9 находитсяв возбужденном состоянии, фотоприемник 34 девятого разряда 10 оказывается полностью засвеченным (на его оптические входы 13 и 14 поступают световые сигналы) и после прекращенияподачи первого импульса, т. е, в паузе между импульсами транзистор усилителя 32 девятого разряда 10 закрывается, так как сопротивление Фотоприемника 33 падает настолько, что 10 он шунтирует переход база - эмиттер и, следовательно, происходит гашение девятого разряда 10. Таким образом, при подаче очередных импульсов ана логичным образом последовательно воз з буждаются (1-1)-й, (1-2)-й и т. д. разряды, соответственно обнуляются -й, (-1)-й и т. д., разряды.При подаче на входную шину 24 отрицательного потенциала, на входную 2 О шину 23 - импульсов положительной полярности (на оптическую шину 15 светового сигнала не подается) оптоэлектронный модуль работает в единичном нормальном десятичном коде в режиме суммирования, Предположим, что оптоэлектронный модуль готов к записи информации, т е, нулевой разряд находится в возбужденном состоянии, Так как нулевой разряд 1 находится в возбужденном состоянии, фотоприемник 33 оказывается засвеченным, и при подаче первого входного импульса базовый ток транзистора усилителя 32 повышается настолько, что транзистор оказывается в открытом состоянии и через его источник 30 света проходит ток, достаточный для его свечения, а так как между источником 30 света- и приемниками 31 имеется положитель 40 ная оптическая обратная связь, транзистор усилителя 32 поддерживается в открытом состоянии даже после прекращения действия входного импульса. В паузе между импульсами гашение нулевого разряда не происходит, так как фотоприемник 34 оказывается не полностью засвеченным (на оптический вход 14 световой сигнал не поступает), темновое сопротивление фотоприемника 34 достаточно велико и не происходит шунтирование перехода база - эмиттер транзистора усилителя 32, При подачеследующих очередных импульсов аналогичным образом последовательно возбуждаются 1-й, (1+1)-й и т, д. разряды. Причем при работе оптоэлектронного модуля в данном режиме пауза между входными импульсами может выбираться 56 8произвольным образом (О 7 Оо ), т. е, на входную шину 23, кроме подачи последовательности импульсов возможна подача как постоянного положительного потенциала, так и импульсов положительной полярности определенной длительности, В этом случае оптоэлектронный модуль может работать в режиме аналого-цифрового преобразования, а именно в режиме преобразования время - код. При этом временной интервал задается длительностью входного импульса. Предположим, что длительность входного импульса Тн= 5 с где Т - время срабатывания одного разряда. При этом, если оптоэлектронный модуль готов к записи инФормации, т. е. его нулевой разряд находится в возбужденном состоянииза время Т в возбужденное состояние переходит первый разряд 2, так как его транзистор оказывается в открытом состоянии и через источник 30 света протекает ток, достаточный для его свечения, срабатывает положительная оптическая обратная связь и транзистор усилителя 32 поддерживается в открытом состоянии. За последующее время 4 7 происходит возбуждение следующих четырех разрядов и, таким образом, в оптоэлектронном модуле оказывается в возбужденном состоянии пять разрядов.При подаче на входную шину 25 импульса положительной полярности длительности Т, а на входную шину 24 потенциала отрицательной полярности записанный в оптоэлектронном модуле код можно преобразовать из прямого в обратный, Предположим, что в возбужденном состоянии находится второй разряд 3, т, е. в оптоэлектронном модуле записана двойка. Необходимо записанный в модуле код преобразовать из прямого в обратный. Так как второй разряд 3 находится в возбужденном состоянии, Фотоприемник 38 оптоэлектронного повторителя 39 данного разряда и фотоприемник 35 седьмого разряда 8 оказываются засвеченными, при этом сопротивление фотоприемника 38 понижается, а соответственно, базовый ток транзистора усилителя 41 повышается настолько, что он оказывается в открытом состоянии, и через источник 40 света проходит ток, достаточный для его свечения. Тогда при подаче импульса положительной полярности длительностина входную шину 25 баФормула изобретения 9 9611 зовый ток транзистора усилителя 32 седьмого разряда 8 повышается настолько, что он в открытом состоянии, через источник 30 света проходит ток, а так как между источником 30 света и фотоприемником 31 имеется оптическая связь, транзистор усилителя 32 поддерживается в открытом состоянии, причем этот разряд переходит в возбужденное состояние за время . 1 о Так как седьмой разряд 8 находится в возбужденном состоянии, засвеченным оказывается фотоприемник 38 оптоэлектронного повторителя 39 седьмого разряда 8 и фотоприемник 36 (на оба его 15 оптических входа 28 и 42 поступают световые сигналы) второго разряда 3. При этом одновременно срабатывают оптоэлектронный повторитель 39 седьмого, разряда 8 и происходит гашение 2 о второго разряда 3 и "запрещение" гашения седьмого разряда 8, так как его фотоприемник 36 оказывается неполностью засвеченным. В данном режиме оптоэлектронный повторитель 39 каждого 25 разряда служит в качестве элемента задержки на время. Для более надежной работы оптоэлектронного модуля в режиме преобразования прямого кода в в обратный необходимо выбирать время срабатывания элемента задержки 2 Т, так как может произойти ложное гашение, в рассматриваемом случае, седьмого разряда 8.При подаче отрицательного потенциала на входную шину 26 диод 42 каж 55 дого разряда смещается в прямом направлении и пропускает запирающий отрицательный потенциал,.который закрывает транзистор усилителя 32 каж 40 дого разряда. 45Оптоэлектронный модуль, содержащий в каждом разряде регенеративный опт.рон, состоящий из первого усилителя, который подключен к первой шине питания, между выходом которого и второй шиной питания включен первый источник света, выход которого подключен к оптическому выходу разряда, первого, второго и третьего фотоприемников, первые выводы которых подключены к входу первого усилителя, второй вывод первого фотоприемника подключен к второй шине питания, .а его первый оптический вход связан с оптическим 56 10 выходом первого источника света, второй вывод второго фотоприемника подключен к первому электрическомувходу разряда, второй вывод третьего фотоприемника - к второму электрическому входу разряда, первые ивторые электрические входы всех разрядов подключены к первой и второйэлектрическим входным шинам, оптический вход второго фотоприемника связан с первым оптическим входом разряда, который связан с оптическим выходом предыдущего разряда, первыйоптический вход третьего фотоприемни"ка связан с вторым оптическим входомразряда, который связан с оптическимвыходом последующего разряда, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей, в него введены нулевой разрядна регенеративном оптроне и в каждый .разряд четвертый и пятый фотоприемники, разделительный диод и оптоэлектронный повторитель, первые выводы четвертого и пятого фотоприемников под"ключены соответственно к входам первого усилителя, второй вывод четвертого фотоприемника - к третьему электрическому входу, который подключен ктретей электрической входной шине,второй вход пятого фотоприемника - квторому электрическому входу разряда,один вывод разделительного диода подключен к входу первого усилителя, авторой - к четвертому электрическомувходу разряда, который подключен кчетвертой электрической входной шинев оптоэлектронном повторителе, содержащем вновь введенные второй усилительи шестой фотоприемник, первый выводкоторого подключен к входу второгоусилителя, к выходу которого подключен первый вывод второго источникасвета, а вторые выводы шестого фотоприемника и второго источника света .подсоединены к второй вине питания,причем оптический вход шестого фотоприемника связан с оптическим выходом своего разряда, а оптический выход оптоэлектронного повторителя, который связан с выходом второго источника света, соединен с первым оптическим входом пятого фотоприемникасвоего разряда, второй оптическийвход третьего фотоприемника связан стретьим оптическим входом своего разряда, второй оптический вход пятогофотоприемника связан с четвертым оптическим входом своего разряда, опти 1 961156 12ческий вход четвертого фотоприемника пятым оптическими входами 1-го разсвязан с пятым оптическим входом аво ряда, третий оптический вход 1-го разего разряда, второй оптический вход ряда связан оптическим выходом (1+1)каждого разряда связан с первой оп- го разряда, а четвертые электричестической виной, вторая оптическая 5 кие входы каждого разряда подключеныФина связана с вторым оптическим вхо; к четвертой входной . электрическойдом, который связан с шестым оптичес шине,ким входом нулевого разряда, который Источники информации,связан с вторым оптическим входом принятые во внимание при экспертизесвоего первого фотоприемника, опти-1. Патент Японии У 48-43470,ческий выход 1-го разряда связан с кл, Н 03 К 23/14. 1973.четвертым и пятым оптическими входа" 2, Авторское свидетельство СССРми 1 О"(1-1)-го разряда, оптический, по заявке У 2739229/18-21,выход которого связан с четвертым и кл Н 03 К 23/12 1979.т 5961156 Составитель Г. Пешковактор Г. Безверщенко Техред С, Мигунова Корректор Н. Корол аказ лиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектна/76 Тира ВНИИПИ Гос по дела 113035, Моск