SU1254516A1 - Оптоэлектронный селектор минимального сигнала - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области обработки сигналов оптическими средствами . Из-обретение позвол ет повысить точность обработки как аналоговых , так и цифровых сигналов ггутем включени  в селектор минимального сигнала на оптронах оптического пре- образовател  цифра - аналог, состо щего из последовательно расположенных источника коллимированного светового потока; управл емого трайспаран- та, неуправл емого транспаранта и оптического одномерного сумматора. 1 ил.

Description

t1

Изобретение относитс  к автоматик и вычислительной технике и может быть использовано в преобразующих устройствах систем управлени , цифровых и гибридных вычислительных сие- темах.

Цель изобретени  - повьшение точности селектора и расширение области его применени  путем обработки цифровых сигналов.

На чер-теже представлена структурна  схема оптоэлектронного селектора минимального сигнала.

Селектор содержит источник 1 кол- лимированного светового потока, вы- ход которого через последовательно расположенные управл емьш транспаран 2, неуправл емый транспарант 3 и оптический одномерньй сумматор 4 св зан с оптическими входами фотодиодов 5,- 5, соединенньк последовательно и согласно, причем катод первого фотодиода 5 подключен к положительном полюсу источника 6 посто нного напр жени , а анод последнего фотодиода 5 подключен к входу операционного усилител  7 и через токоэадающий резистор 8 к шине нулевого потенциала. У1 равл ющие входы U , - U управл емого транспаранта 2  вл ютс  соответ ствующими информационными входами устройства, а выход усилител  7 - выходом селектора.

В качестве источника 1 коллимиро- ванного светового потока может быть использован, например, полупроводниквый лазер с соответствующей линзовой коллимирующей системой, обеспечивающей формирование светового потока пр моугольного поперечного сечени  с равномерным распределением интенсивности по координатам X и У.

Управл емый транспарант 2 может быть выполнен, например, в виде / двумерной матрицы, состо щей из nxm элементарных модул торов света. В частном случае (при вь делении минимального сигнала из совокупности п величин, представленных в параллельном цифровом т-разр дном коде) элементарные модул торы матрицы объединены в п строк по га модул торов в каждой. Состо ние элементарных модул торов (i,j-x) определ етс  наличием или отсутствием единицы в J-M разр де входного сигнала: единице соответствует прозрачное состо ние модул тора, а нулю - непрозрачное .

162

Неуправл емый транспарант 3 может представл ть собой, например, фотопленку или фс гопластинку с переменным коэффициентом пропускани  по координате X, Характер изменени  коэффициента пропускани  по координате X  вл етс  .ступенчатым и определ етс  выражением:

T(j)2 , j 1,2,...m

(1)

где j - номер  чейки в 1-й строке транспаранта 2.

Оптический одномерный сумматор 4 может быть выполнен, например, в виде волоконно-оптического блока или цилиндрической линзы. Сумматор 4 обеспечивает формирование на оптическом входе i-ro. фотодиода сигнала , интенсивность которого пропорциональна сумме оптических сигналов, проход щих через все m элементов i-й строки управл емого и неуправл емого транспарантов, т.е.

5 о

,,

5

0

5

I- г: I )

о 1

(2)

где IJ - интенсивность оптического сигнала, проход щего через j-ю  чейку L-Й строкитранс- паранта 2 (принимает значение 1 или 0) , 1(} - коэффициент пропускани  области неуправл емого транспаранта, через которую проходит световой поток Ij определ емьй выражением (1). Оптоэлектронный селектор минимального сигнала работает следующим образом.

При отсутствии цифровых входных сигналов и,- и все его nxm элементарных оптических модул торов света наход тс  в непрозрачном состо нии и поэтому световой поток на входах фотодиодов 5, - 5, от источника 1 коллимированного светового потока отсутствует. В результате этого на выходе селектора выходной сигнал Ug, не формируетс .

При поступлении входных сигналов Ц - и, на управл ющие входы транспаранта 2 элементарные оптические модул торы света измен ют свое состо ние в соответствии с поступающими, на них цифровыми управл ющими сигналами и., (1 1 ,п) . Световой поток от источника 1 коллимированного светового потока модулируетс  угфавл ющим входным цифровым сигналом, поступающим на входы каждой i-й строки управ3

л емого транспаранта 2. На выходе каждой д-й строки элементарных оптических модул торов света транспаранта 2 формируетс  m оптических сигналов с интенсивност ми Ij(,m), которые соответствуют значени м О или 1 U(.-ro цифрового входного сигнала . Эти оптические сигналы проход т через неуправл емый транспарант 3, который в силу ступенчатого изменени  коэффициента пропускани  tCj) по координате X измен ет интенсивность каждого из них так, что интенсивности I оптических сигналов измен ютс  на величину 2 , Тем самым каждому разр ду и -го цифрового входного сигнала придаетс  определенный вес. Это необходимо дл  обеспечени  различи  и -X цифровых входных сигналов после суммировани  в оптическом одномерном сумматоре 4 световых потоков . Только в этом случае каждому и -му цифровому сигналу соответствуют различной интенсивности 1 суммарные световые потоки, полученные в соответствии с выражением (2) при. прохождении сумматора 4, Выходные световые потоки 1, соответствующие входным цифровым сигналам, поступают на входы соответствующих фотодиодов 5 и 5 . Так как фотодиоды 5 - 5 л-соединены последовательно, и согласно и на них подаетс  обратное смещение источником 6 Но, воздействие I. световых потоков на эти фотодиоды 5.,- 5f-| приводит к формированию на входе усилител  7 фототока, величина которого линейно зависит от минимального из всех входных цифровых сигналов и,- и. Следовательно, и на выходе усилител  7 формируетс  сигнал Ugj,. пропорциональный минимальному из входных цифровых сигналов U

Оптоэлектронный селектор способен также выполн ть свои функции и при

12545164

аналоговой форме входных сигналов, Б этом случае на выходе селектора формируетс  сигнал в соответствии с выражением:

u,,,-H.,.,/(o),j,/(oi,...,

(3,

..где и, - величина сигнала управлени , (i,j)-M модул тором транспаранта 2; к - коэффициент пропорциональ- HOCTJI,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Оптоэлектронный селектор мини-- мального сигнала, содержащий источник посто нного напр жени , фотодио- ды, соединенные последовательно и согласно, и операционный усилитель, вход которого через токозадающий резистор соединен с шиной нулевого

   потенциала и анодом последнего фотэ- диода, при этом катод первого фотодиода подключен к положительному полюсу источника посто нного напр жени , а выход операционного усилител   вл етс  выходом оптоэлектрон- ного селектора, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  точности и расширени  области применени  путем обработки цифровых сигналов, в него введены последовательно расположенные и оптически св занные источник коллимированного светового потока, управл емый транспарант , неуправл емый транспарант и оптический одномерный сумматор, при этом оптические входы фотодиодов св заны с выходами оптического одномерного сумматора, а управл юЕцие входы управл емого транспаранта  вл ютс  соответствующими информа- ционными входами селектора.

   Un

   А) 5,

   2)5,

   /

   ш

   Составитель Г Зелинский Редактор А, Огар Техред ИДГоповнч Корректоре.

   Заказ 4723/54 Тираж 671Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035 Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,4