SU744652A1 - Оптоэлектронный функциональный преобразователь - Google Patents

Description

(54) ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ .ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технике. Известны универсальные диодные функциональные преобразователи , которые осуществл ют кусочно-глинейную аппроксимацию монотонных функций 1. Преобразователь имеет р д входов, ко торые используютс  дл  подключени  посто нных резисторов, сопротивлени  нагрузки и диодов. Переменные резисто ры служат дл  коррекции расчетных значений посто нных резисторов и уче та неидеальных ключевых характеристик диодов. Установка расчетных вели чин напр жений срабатывани  диодов осуществл етс  при помощи низкоомного реостата, имеющего п перемещающих с  движков, или при помощи последова тельной цепи из сопротивлений, подключенных к источнику посто нного на пр жени , Однако дл  перестройки пассивного диодного функционального преобразовател , на котором смоделирована функци  с убывающей первой производной , на функцию с возрастающей перво производной требуетс  изменение пол рности вк.пючени  диодов и включени  на выходе преобразовател  отрицательного компенсирующего напр жени , а это означ1ё1: йзМёнё нйе электрической cxeNttJ устройства и  вл етс  поэтому сщественным недостатком. .Известен также фотоэлектрический преобразователь, у которого характеристика преобразовани  подающего излучени  в вьаходное напр жение имеет вид заданной функции 2 . OpeoCpaiэователь содержит каскад преобразующих элементов, причем на концах преобразующих элемент.рв подсоединены выпр мители обратной пол рности. Все выпр мители подключены так, что дл  посто нного падающего излучени  они обладают соответствующими токами коpoTKoro замыкани . Необходимость в перестройке преобразовател  при переходе к другой функциональной зависимости  вл етс  его недостатком. Известен также электронно-оптический преобразователь 3, содержащий несколько блоков, состо щих из последовательно соединенных фотодиодов и блокинг-диодов, один вЕдводы которых соединены вместе и подключены к выходу преобразовател , а другие выводы соединены через резисторы. В преобразователе также имеетс  блок, на который подаетс  напр жение дл  получени  обратного смещени  блокингдиодов на выводах р ёзГйст б В в и посту пает напр жение пилообразной формы дл  получени  пр мого смещени . В пр еобра 3 о в ат ел е вьадёл  ётс  выходной сигнал за счет вычитани  из фот.отока получаемого от общего соединительног зажима, сигнала, задержанного только на врем  развертки этого тока в каждом блоке. К недостаткам такого преобразовател  относ тс  ограниченный Диапазон воспроизводимых функций и слаба  помехозащищенность . ,, , Наибрлее близким те} ническим реше 1...: циональный преобразователь на фотодиодных оптронах 4. Преобразователь содержит диоднорезистивные  чейки с оптронами све тодиод-фотодиод, каждый из светодиодов которых включен последователь но с регулировочным и ограничительными резисторами междупервым и вторым , соединенным с общей шиной, выводами источника опорного напр жени  один вывод фотодиода каждого оптрона соединен со входом преобразовател , а другой через-встречно включенный диод - с соответствующим входом делител  напр жени , сопротивление нагрузки подключено одним выводом по слёдовательно с делителем напр жени  к первому выводу источниканапр жени , а второй вывод резистора вместе со вторым выводом источника опорного напр жени  подключен к общей ши не. Недостатками такого преобразовател   вл ютс  узкий класс воспроизводимых функций, небольшой диапазон изменени  выходного, сигнала и низка  помехозащищеннэсть. Цель изобретени  - расширение класса воспр.оизводимых функций, диапазона изменени  выходного сигнала : и повшаение помехозащищенности преобразовател . . . Поставленна  цель -достигаетс  тем что опгоэлектронный функциональный преобразователь дополнительно содер жйт второй и третий Источники вх одных сигналов и два разв зывающих опт рона светодиод-фоторезистор, све тодиод первого разв зывающего оптрона подключен катодом к шине нулевого потенциала, а анодом - к первому выводу делител  напр жени , светодиод второго разв зывающего оптрона под . ключен катодом к второму выводу делител  напр жени , а анодом - квы вод истЬчника опорного йапр женИ , фоторезисторы разв зывающих оптронов одними выводами соединены с нагрузоч ным резистором, а вторыми подключены к разнопол рным выходам второго и 15е гьеГдйсточнйков входных сигналов

744652 На фиг. 1 представлена принципйальЖ ектрическа  схема оптоэлектронного функционального преобразовател , а на фиг. 2 - эквивалентна  схема преобразовател  относительно к-й  чейки. ;. . Оптоэлектронный функциональный преобразователь содержит нагрузочный резистор 1, делитель 2 напр жени , имеющий п перемещающихс  движков и п диодно-резистивных  чеек 3, кажда  из которых содержит диод 4, ограничительный 5,регулировочный б резисторы и оптрон 7 светодиод-фотодиод, причем фотодиод 8 оптрона 7 и диод 4 включены непосредственно в цепь преобразовател , а светодиод 9 оптрона 7 резисторы S и е - в цепь . лени , источник 10 опорного напр жени , источники 11, 12, 13 входных сигналов, и два {зазв зывающих оптрона 14, 15, светодиоды 1б которыхвклю «лл чены во входную, а фоторезисторы 17 выходную цепь преобразовател . Преобразователь работает следующим образом. : .величине сопротивлени  фоторезисторов 17, много большей значени  сопротивлени  нагрузки, напр жение выхода (их,,Т,д), (1) где р - коэффициент передачи фоторезисторных разв зывающих оптронов 14, 15., имеющий размерность Ом А ; сопротивление нагрузки; Тсд,1сда токи светодиодое 16оптронов 14 и 15, соответственно. С целью определени  токов с и ТсА7 можно представить эквивалентную схему преобразовател  относительно к-й дчейки в виде, изображенном Т w на фиг. 2; где RQX 5 сопротивление той части делител  напрйжени , котора  лежит слева от движка к-й  чейки, а RxK R(fc хк)С - сопротивление участка, лежащего справа от координаты хк движка к-й  чейки. Фототок  чейки Ijp раздел етс  на два: фк -cpv. аГ текущий влево по делителю,и 1, 1,, - текущий вправо . Кроме фототока по делителю течет -5 . Таким образом, ток смещени  I. к токи, протекающие по светодиодам 16, icu;V5 (2) CU.V W O KlcpK. (3) Подставив выражени  дл  1. и из выра1жений (2) и (3) в (1), при Uxa-UxnU получим U,., (Ux ) Т.е. при T)x3 UXj U форма выходного

напр жени  однозначно оп зедел етс  распределением фототока по  чейкгии.

Использование напр жени  Ох в качестве входных позвол ет значительно расширить класс моделируемых. функций от функции одной переменной Uy f(Цхл) до функции нескольких пе ,ременных U,y f (Ux;, Ux,Uxg ) .

Благодар  току to протекающему через светодиоды 16, их рабоча  точка выводитс  на линейный участок с высоким коэффициентом передачи по току . Заземление источника 10 опорного напр жени  10 и введение разв зывающих оптронов 14/ 15 значительно увеличивает помехозащищенность устройства . Усилительные свойства фоторезисторных разв зывгиощих оптронов 14, 15 позвол ет увеличить масштаб моделируемой функции.

Claims (4)

1. Формула изобретени 

   Оптоэлектронный функциональный преобразователь, содержащий диоднорезистивные  чейки с оптроном светодиод-фотодиод , светодиоды  чеек соединены анодом с выводом источника опорного напр жени , а катодом через последовательно включенные регулировочный и ограничительный резисторы - с шиНой нулевого потенциала, фотодиоды  чеек соединены одним выводом с выходом первого источника входного сигнала, а другим через встречно включенный диод -/с соответствующим

   входом делител  напр жени , и нагрузочный резистор, соединенный с выходом преобразовател , о т л и .4 а to щ и и с   тем, что, с целью расширени  класса воспроизводимых функций, диапазона изменени  выходного и По6ш1е1Н1И  помехозащищенности преобразовател , он дополнительно содержит второй и третий источники входных сигналов и два разв зывающих оптрона светодиод-фоторезистор , светодиод первого разв зывающего оптрона подключен катодом Кшине нулевого потенциала, а анодомк первому выводу делител  напр жени ,

   светодиод второго разв зывающего опт,рона подключен катодом к второму выводу делител  напр жени , а анодом к выводу источника опорного напр жени , фоторезисторы разв зывающих оптронов одними выводами соединены

   с нагрузочным резистором, а .вторыми подключены к разнопол рным выходам второго и третьего источников входных сигналов, i Ис точн ик и и нф ормации,

   прин тые во внимание при экспертизе. 1. Смолов В.Б. Аналоговые вычислительные машины. М., Высша  шко1972 , с. 269.

   ла
2. 2.Патент США 3427.459, кл. 250-209, опублик. 1.969.
3. 3.Патент Японии 47-15975, кл. 97 (5) Д1, опублик. 1972.
4. 4.Авторское свидетельство СССР W 515127, кл. G 06 G 9/00, 1975

   (прототип). I

   Vo

   e