SU754448A1 - Оптико-электронное устройство для извлечения квадратного корня из величины интенсивности входного оптического сигнала - Google Patents

Description

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть применено для построения оптических аналоговых вычислительных машин для моделирования с применением оптических сигналов, в аппаратуре распознавания образов и др. $

Известно оптико-электронное устройство для извлечения квадратного корня, содержащее операционный усилитель с квадратом в цепи обратной связи, источник смещения и резисторы во входной цепи и в цепи обрат- 10 ной связи, причем квадратор выполнен в виде оптрона, источник света которого включен в прямом направлении между резистором обратной связи и шиной нулевого потенциала, а фотодиод ситрона и источник смещения соединены последовательно и подключе- ¹⁵ ны параллельно резистору входной цепи, причем анод фотодиода соединен с суммирующей точкой операционного усилителя [1).

Недостатком известного устройства является то, что для извлечения корня квадрат- зо ного из величины интенсивности светлового потока необходим специальный дополнительный преобразователь. Кроме того, устройство имеет низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является оптико-электронное устройство для извлечения корня квадратного, которое позволяет извлекать корень квадратный из величин интенсивности входных оптических сигналов перед их записью на носитель, в некогерентных оптических процессорах, содержащее многоканальные амплитудные модуляторы света, источник входного оптического сигнала, коллиматоры, матрицу фотоприемников, блок усилителей и источник опорного напряжения [2].

Недостатком данного устройства следует считать недостаточную точность и сложность устройства, что объясняется наличием двух амплитудных модуляторов света, которые должны иметь полностью идентичные характеристики и параметры, что на практике не может быть обеспечено в достаточной степени.

Цель изобретения — повышение точноети и упрощения оптической части устройства.

Поставленная цель достигается тем, что

оптико-электронное устройство для извлечения квадратного корня из величины интен754448

3

сивности входного оптического сигнала дополнительно содержит выходную матрицу светодиодов, блок переключателей, циклический коммутатор, согласующий светодиод и фотоэлектрический преобразователь, который выходом соединен с другим входом дифференциального усилителя, подключенного ⁵ выходом к управляющему входу многоканального амплитудного модулятора света, дополнительные выход и вход которого связаны соответственно с входом фотоэлектрического преобразователя и выходом согла- ₁₀ сующего светодиода, вход которого соединен с выходом блока переключателей, управляющие входы блока переключателей и матрицы фотоприемников соединены с выходами циклического коммутатора, выходы матрицы фотоприемников соединены с соответствующими входами блока переключателей и входами выходной матрицы светодиодов.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство содержит источник 1 входно- ₂₀ го оптического сигнала, входной коллиматор 2 и многоканальный амплитудный модулятор 3 света, коллиматор 4, матрицу 5 фотоприемников, выходную матрицу 6 светодиодов, блок 7 переключателей, циклический коммутатор 8, светодиод 9, фотоэлектри- 25 ческий преобразователь 10, дифференциальный усилитель 11, источник 12 опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Входное оптическое излучение от источ- ₃ ника 1 посредством входного коллиматора 2 вводится в многоканальный амплитудный модулятор 3 света и посредством коллиматора 4 выводится оттуда на матрицу 5 фотоприемников.

Рассмотрим работу одного канала, так как все каналы работают идентично. Пусть интенсивность светового потока на входе данного канала во входном коллиматоре 2 равна ф). Тогда на соответствующий элемент матрицы 5 фотоприемников поступает световой поток, равный:

Φι = рк-ЧЪ,

где р — характеризует потери света;

к — изменяющийся коэффициент передачи амплитудного модулятора 3 света.

На выходе данного элемента матрицы фотоприемников возникает электрическое напряжение, равное СЦ= αφ,, где а—постоянный коэффициент, который поступает на соответствующий элемент матрицы 6 светодиодов и посредством блока 7 переключателей подключается ко входу светодиода 9. Световые потоки этих светоизлучающих диодов равны

<Й- = О , = αβ<& = аДркфо,

где β—постоянный коэффициент преобразования светодиода.

4

Данный световой поток от светодиода 8 вводится в амплитудный модулятор 3 света и выводится оттуда на вход фотоэлектрического преобразователя 10, с выхода которого на один вход усилителя 11 поступает электрическое напряжение, равное

υ_χ=ρκ·φ₄= аДр²к²(ро.

На второй вход усилителя 11 от источника 12 поступает опорное напряжение и о, а с его выхода на управляющий вход амплитудного модулятора 3 света подается электрическое напряжение, равное

и₃= з* (и_г-и₀)

где /и — коэффициент усиления дифференциального усилителя 11.

Вследствие наличия отрицательной обрат ной связи с выхода усилителя 11 на- его вход, в схеме устанавливается баланс, при этом

и₃~оии_г=и₀.

Отсюда

к =

Ρ ^ν«/ΚΡο

и

Фг= ,

где — постоянный коэффициент.

Циклический коммутатор 8 осуществляет последовательное подключение выходов матрицы 5 фотоприемников ко входам матрицы 6 светодиодов и посредством блока 7 переключателей—ко входу светодиода 9.

Таким образом, обеспечивается просмотр всего входного изображения и получение функции (I) для всех каналов устройства. Для формирования выходного растра на выходе матрицы светодиодов помещается носитель информации оптического процессора для процесса записи.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Оптико-электронное устройство для извлечения квадратного корня из величины интенсивности входного оптического сигнала, содержащее многоканальный амплитудный модулятор света, входы которого связаны через коллиматор с источником входного оптического сигнала, а выходы через второй коллиматор — с входами матрицы фотоприемников и источник опорного напряжения, подключенный к одному из входов дифферерциального усилителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, оно дополнительно содержит выходную матрицу светодиодов, блок переключателей, циклический коммута754448

   тор, согласующий светодиод и фотоэлектрический преобразователь, который выходом соединен с другим входом дифференциального усилителя, подключенного выходом к управляющему входу многоканального амплитудного модулятора света, дополнитель- ₅ ные выход и вход которого связаны соответственно с входом фотоэлектрического преобразователя и выходом согласующего светодиода, вход которого соединен с выходом блока переключателей, управляющие входы блока переключателей и матрицы фотоприем- 10

   ников соединены с выходами циклического

   коммутатора, выходы матрицы фотоприемников соединены с соответствующими входами блока переключателей и входами выходной матрицы светодиодов.