Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при преобразованиях код - аналог в оптических вычислительных машинах. The invention relates to specialized computing and can be used in code-analog conversions in optical computers.
Известны оптические функциональные аналого-цифровые преобразователи (АЦП), принцип действия которых основан на использовании интерферометрических электрооптических модуляторов. Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному является быстродействующий АЦП, содержащий входной оптический разветвитель, группу модуляторов интерферометрического типа, группу усилителей и компараторов. Недостатками данных АЦП являются их сложность и погрешности преобразования, возникающие при использовании когерентного потока за счет неизбежных его фазовых искажений. Known optical functional analog-to-digital converters (ADCs), the principle of which is based on the use of interferometric electro-optical modulators. The closest in technical execution to the proposed one is a high-speed ADC containing an input optical splitter, a group of interferometric modulators, a group of amplifiers and comparators. The disadvantages of these ADCs are their complexity and conversion errors that occur when using a coherent stream due to its inevitable phase distortions.
Цель изобретения - упрощение преобразователя и повышение точности функционального преобразования за счет использования некогерентного светового потока. The purpose of the invention is to simplify the Converter and improve the accuracy of the functional conversion through the use of incoherent light flux.
Цель достигается тем, что оптический разветвитель преобразователя выполнен в виде набора N оптических волокон, каждое из которых разветвляется на два, причем входы оптических волокон являются входами преобразователя, выходы первых ответвлений - выходами преобразователя, а второе ответвление каждого волокна (кроме N-го) объединено по входу с соседним волокном до участка его разветвления. The goal is achieved in that the optical splitter of the converter is made in the form of a set of N optical fibers, each of which branches into two, and the inputs of the optical fibers are the inputs of the converter, the outputs of the first branches are the outputs of the converter, and the second branch of each fiber (except for the Nth) is combined at the entrance to the adjacent fiber to the branching site.
На чертеже представлена функциональная схема предложенного преобразователя. The drawing shows a functional diagram of the proposed Converter.
Преобразователь содержит N оптических волокон 1,2,...,N, каждое из которых (кроме N-го) разветвляется на два 11,12; 21,22;...; (N-1)1, (N-1)2. Входы волокон 1,...,N являются входами преобразователя, выходы ответвлений 11,..., (N-1)1, N - выходами преобразователя, выходы вторых ответвлений 12, . . ., (N-1)2 объединены по входу с соседними волокнами 2,..., N до участка их разветвления.The converter contains N optical fibers 1,2, ..., N, each of which (except for the Nth) branches into two 1 1 , 1 2 ; 2 1 , 2 2 ; ...; (N-1) 1 , (N-1) 2 . The inputs of the fibers 1, ..., N are the inputs of the converter, the outputs of the branches 1 1 , ..., (N-1) 1 , N are the outputs of the converter, the outputs of the second branches 1 2 ,. . ., (N-1) 2 are combined at the input with neighboring fibers 2, ..., N to the branching section.
Предложенный оптический функциональный преобразователь осуществляет преобразование N-разрядного кода, поступающего на вход преобразователя, в оптический аналоговый сигнал. Действительно при поступлении кодовой последовательности P1, ...,PN в виде набора световых импульсов интенсивности 2N условных единиц (усл. ед.) (наличие импульса - Рi = "1", отсутствие - Рi = "0") на вход устройства осуществляется следующее преобразование кода (старший разряд которого P1 поступает на вход N-го волокна). Световой импульс, поступающий на вход i-го волокна, через ответвления i2, (i+1)2,..., (N-1)2 проходит на выход N-го волокна, уменьшаясь по интенсивности (за счет разветвления в каждом волокне на два) в 2(N-i) раз. На выходе N-го волокна таким образом формируется оптический сигнал SN, интенсивность которого равна сумме импульсов, прошедших на выход со всех входов преобразователя и соответствующим образом уменьшенных:
SN = 2N ˙ (PN ˙ 2-N+ PN-1˙ 2-(N-1) +
+ ...Pj ˙ 2-j +... P1 ˙ 20) = PN ˙ 20 +
+PN-1 ˙ 21 +... Pj ˙ 2N-j + ... P1 ˙ 2N; т.е. SN - аналоговая форма кода P1, . ..,PN. Если интенсивность кодового импульса не 2N усл. ед., а 1 усл. ед., то SN представляет собой аналоговую форму дроби, код которой поступает на вход преобразователя, причем старшим разрядом является уже PN (старший разряд поступает на вход первого волокна). Дополнительным достоинством предложенного преобразователя является то, что на выходе каждого i-го волокна образуется аналоговый сигнал Si, соответствующий i-разрядному коду, поступившему на входы оптических волокон 1,...,i, т.е. одновременно осуществляется аналоговое преобразование N-1 кодов с разрядностями от 2 до N.The proposed optical functional converter converts the N-bit code received at the input of the converter into an optical analog signal. Valid upon receipt of the code sequence P 1 , ..., P N in the form of a set of light pulses of intensity 2 N conventional units (conventional units) (the presence of a pulse is P i = "1", the absence of a pulse is P i = "0") The following code conversion is performed at the device input (the senior bit of which P 1 is supplied to the input of the Nth fiber). The light pulse entering the input of the i-th fiber passes through the branches i 2 , (i + 1) 2 , ..., (N-1) 2 to the output of the N-th fiber, decreasing in intensity (due to branching in each fiber by two) 2 (Ni) times. At the output of the Nth fiber, an optical signal S N is thus formed, the intensity of which is equal to the sum of the pulses transmitted to the output from all the inputs of the converter and correspondingly reduced:
S N = 2 N ˙ (P N ˙ 2 -N + P N-1 ˙ 2 - (N-1) +
+ ... P j ˙ 2 -j + ... P 1 ˙ 2 0 ) = P N ˙ 2 0 +
+ P N-1 ˙ 2 1 + ... P j ˙ 2 Nj + ... P 1 ˙ 2 N ; those. S N is the analog form of the code P 1 ,. .., P N. If the code pulse intensity is not 2 N srvc. units, and 1 srvc. units, then S N is an analog form of a fraction, the code of which is fed to the input of the converter, with P N being the highest digit (the highest digit is fed to the input of the first fiber). An additional advantage of the proposed converter is that at the output of each i-th fiber, an analog signal S i is formed corresponding to the i-bit code received at the inputs of the optical fibers 1, ..., i, i.e. at the same time, analog conversion of N-1 codes is carried out with bits from 2 to N.
