Времяимпульсный многоустойчивый элемент

О П И С А Н И Е 254569

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1оз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 10.1V.1967 (Л 1232245/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 17.Х.1969. Бюллетень ¹ 32

Дата опубликования описания 11.III.1970

1хл. 21ат, 36!18

42птз 7/00

2Ig, 29/10

ИП1х Н 03k

G 06I

Н 01l

УД1х 621.374.33:621.383.2

Комитет ло делам изобретений и открытий ори Совете 1т1инистров

СССР

Авторы изобретения

С. В. Свечников, П. Ф. Олексенко и А, М. Шарадкин с с

Институт полупроводников АН Украинской ССР

Заявитель

ВРЕМЯИМПУЛЬСНЪ|Й МНОГОУСТОЙЧИВЫЙ ЭЛЕМЕНТ

Предлагаемое устройство относится к оптоэлектронике и вычислительной технике и предназначено для использования в оптоэлектронных вычислительных устройствах.

Известен м ногоустойчивый оптоэлектронный фазоимпульсный элемент, содержащий источники и приемники света, резисторы и конденсаторы. В известных элементах применение гальванической связи между звеньями устройства снижает их помехозащищенность и приводит к усложнению устройства.

Предложенное устройство содержит фотоприемники, например, фоторезисторы, управляемые источники света, например, электролюминесцентные конденсаторы, интегрирующее звено и резисторы и отличается тем, что в нем фотоприемники подключены одним концом к отрицательной шине источника питания, причем два из них, соединенные другими концами с резисторами, образуют управляемые делители напряжения и соединены между собой через диод и источник выходного управляющего светового потока, связанного оптически с третьим фотоприемником, который с последовательно соединенным с ним резистором также образует делитель напряжения, по сое. диненный к интегрирующему звену, выход последнего подсоединен к источнику светового потока обратной связи, оптически связанному со вторым фотоприемником;

Это позволяет упростить устройство, повысить быстродействие, помехозащищенность, обеспечить возможность микроминиатюризации. В основу работы положен принцип фото5 электронного преобразования физических величин, где световой луч может выполнять функции входного, выходного и управляющего сигнала, элемента связи и преобразующего звена.

10 На фиг. 1 показана общая блок-схема времяимпульсHîãо оптоэлектрîHHîãî многоустойчивого элемента; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу описываемого элемента; на фиг. 3 — принципиальная схема уст15 ройства.

Устройство содержит компаратор 1, интегрирующее звено 2, преобразователь 3 обратной связи и выполнено на фотоприемника, например, фоторезисторах ФП1 — ФПз и управ20 ляемых источниках света УИС, и УИС . Компаратором служит диод Д в сочетании с двумя делителями, первый из которых содержит резистор Rf и фотоприемник ФПт, на который поступает входной световой поток L имею25 щий вид периодической ступенчатой функции, а второй делитель состоит из резистора Й2 и фотоприемника ФП.1. на который поступает световои поток Ооратнои связ11 1-оор. св °

Управляемый током электролюминесцепт30 ный источник света УИС, служит индикато254569 ро;I равенства напряжения на делителях или в случае идентичности коэффициентов преобразования последних (как в предлагаемом устройстве), равенства светового потока обратной связи 1.,бр.„и входного светового потока L вырабатывает в момент вьшолнения этого равенства импульсные световые потоки L „и выходные потоки L»„.

Интенгриру ющим звеном служит цепочка. состоящая из емкости С и резистора R;, па которую поступают электрические импульсы от делителя, содержащего резистор R< и фогоприемник ФП2, управляемый импульсным световым потоком L Ä. Постоянная времени интегрирующего звена x@ —— R1 С значительно превышает период Т входного светового потоK3 Lgg .

Преобразователем обратной связи является электролюминесцентный управляемый напряжением источник света УИС с большим внутренним сопротивлением, который преобразует выходное напряжение U@ интенгрирующего звена в пропорциональный световой поток обратной связи L 6„.„.

Пусть в некоторый начальный момент входной световой поток с,,„ достигает величины, равной световому потоку обратной связи. При этом соотношение плеч обоих делителей

Rg — ФП1 и R — ФП компаратора таково, что положительный потенциал, прикладываемый к катоду диода Д, становится ниже положительного потенциала, прикладываемого к аноду.

В этом случае диод Д открывается и через управляемый электролюминесцентный источник света УИС1 протекает ток. При этом на его выходе появляются световые потоки L, è

L Ä. Первый из них является выходным сигналом устройства, а второй, выполняя роль элемента связи, поступает на фотоприем1шк

ФП . При поступлении 113 фотоприемник Ф7 заднего фронта светового потока L, величина напряжения, снимаемого с делителя й1 — ФП1 увеличивается, превышая напряжение, прикладываемое к аноду диода Д, когорое обусловлено величиной светового потока обратной связи, диод Д закрывается, и формирование световых потоков L „и L „„оканчивается.

Таким образом, длительность указанных световых импульсов при постоянных параметрах входного светового потока L,„çàâèñèò от величины светового сигнала обратной связи.

С поступлением светового потока L „на фотоприемник ФП2 величина его сопротивления уменьшается, и на резисторе Р» формируется электрический импульс У = К1.,„, длительность которого обусловлена длительностью светового потока L

Поскольку входной световой поток /,„ представляет собой периодическую функцию, то световые потоки L,„„ и 1.1,„ и, соответственно> электрические импульсы U представляют периодическую последовательность пмпульсов с постоянным периодом Т следова1шя.

Эта периодическая последовательность электрических импульсов U поступает на интегрирующую цепочку R;1 — С. Выходное напряжение U@ интегрирующего фильтра, снимаемое с емкости С, при периоде следования световых импульсов Т = co11st определяется длительность1о т, электрических сигналов.

Напряхксние Уф поступает па электролюминесцентный источник света УИС . Сопротивлеш1е последнего близко к величине сопротивле1шя уте;ки конденсатора, что исключает шунтпру1ощее влияние источника света УИС на интегрирующее звено. Получаемый с выхода источника света УИС2 световой поток обратной связи L0 ð. „поступает на фотоприемник ФП, второго делителя ко. 1паратора. Величина этого светового потока определяет значение напряжения, прикладываемого к аноду диода Д, н тем самым момент срабатывания компаратора, что обуславливает длительность выходного и управляющего световых импульсов.

Световой поток обратной связи L, ð. <„ замыкает цепь обратной связи предлагаемого устройства.

Пусть при поступлении первой, а не второй, ступеньки светового потока L,„ îòêðûâàåòñÿ диод Д, и на его выходе появляются световые потоки 1. „L,„длительность которых в

Т данном случае будет на (где и — число ступ пенек в одном периоде Т входного сигнала) меньше, чем при срабатывании от второй ступеньки, Получаемый при этом электрический

Т импульс будет также короче на величину — . и

Ввиду того, что постоянная времени интегрирующего фильтра значительно больше периода Т входного светового потока L,, напряжение Uy на выходе последнего не может резко измениться за время, большее нескольких периодов Т входного сигнала. В связи с этим величина светового потока L, ð.<„ не меняется в течение такого же времени и в следующем периоде входного светового потока L,„, срабатывание компаратора происходит при поступлении на вход устройства второй ступеньки входного потока L,.

Таким образом, устройство во всех случаях возвращается в исходное устойчивое состояние, что достигается применением в нем интегрирующего фильтра с постоянной времени, значительно большей периода Т входного светового потока L „.

Переход из одного устойчивого состояния в другое легко реализуется путем кратковременного шунтирования интегрирующей емкости С, чем обеспечивается установка элемента в хкелаемос устойчивое состояние.

Предложенное устройство обладает как динамическим признаком состояния устойчивого равновесия — длительностью выходного светового импульса, так и статическим — величиной светового потока обратной связи, что

254569 позволяет значительно расширять область его применения.

Простота конструкции, а также согласования и стыковки с устройствами, имеющими оптический вход и выход, открывает широкие возможности использования описываемого устройства в оптоэлектронных системах обработки информации. Применение в качестве фотоприемников и источников света пленочных элементов позволяет выполнять устроиство в виде планерной схемы, все элементы которой получены путем напыления.

Предмет изобретения

Времяимпульсный многоустойчивый элемент, содержащий фотоприемники, например, фоторезисторы, управляемые источники света, например, электролюминесцентные конденсаторы, интегрирующее звено и резисторы, огличаюи,пйся тем, что, с целью упрощения, микроминиатюризации, повышения быстродействия и помехозащищенности, в нем фотоприемники подключены одним концом к отрицательной шине источника питания, причем два из них, соединенные другими концами с резисторами, образуют управляемые делители напряжения и соединены между собой через

10 диод и источник выходного управляющего светового потока, связанного оптически с третьим фотоприемником, который с последовательно соединенным с ним резистором также образует делитель напряжения, подсоединен1 ный к интегрирующему звену, выход последнего подсоединен к источнику светового погока обратной связи, оптически связанному со вторым фотоприемником.

254569

Ф/а 1

43ы

Фиг Z

Фиг 3

Корректор С. М. Сигал

Редактор Андреева

Заказ 416(5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2

4ух

4oog 8

Составитель И. Н. Горелова

Техред Т. П. Курилко