Оптоэлектронное вычислительное устройство

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п59О739

Союз Советских

Социалистических

Республик

r. °

l с (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.02.76 (21) 2323845 18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.01.78. Бюллетень ¹ 4 (45) Дата опубликования описания 30.01.78 (51) М.Кл G 06 F 7/56

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325.56 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. H. Иванов, Р. Ф. Иванов и Л. М. Кишечко

Кубанский государственный университет (71) Заявитель (54) ОПТОЭЛЕКТРОННОЕ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может найти применение в автоматике и вычислительной технике.

Известны оптоэлектронные вычислительные устройства, Одно из них выполняет функции регистра сдвига и представляет собой прозрачную подложку, на одну сторону которой нанесены светоизлучающие элементы (1).

Особенностью регистра является наличие шифратора, оптически связанного с элементами электролюминесцентного слоя. Шифратор выполнен в виде параллельно расположенных питающих и выходных проводящих шин, соединенных фоторезистивными перемычками в соответствии с принятой системой кодирования.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является оптоэлектронное вычислительное устройство, содержащее световоды, плоскопараллельный инвертирующнй преобразователь и источники света, связанные со входом устройства (2). Недостатком такого устройства являются его ограниченные функциональные возможности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет выполнения операции суммирования чисел. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введен дешифратор, выполненный на световодах, одни торцы которых объединены в три бинарных фоконных входа устройства, а другие — в основные фоконные выходы, оптически связанные с соответствующими входами плоскопараллельного инвертирующего преобразователя, причем плоскопараллельный инвертирующий преобразователь снабжен дополнительными фоконными входом и выходом, связанными световодамп с бинарным выходом «перенос» устройства, суммирующий выход которого световодамп связан с первой группой разрядных фоконных выходов, а дополнительный фоконный вход— со второй группой разрядных фоконных выходов плоскопараллельного инвертпрующего преобразователя.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Часть световодов 1 образует дешифратор

2. Одни торцы этих световодов, объединенные в фоконы, образуют бинарные фоконные входы 8, 4 и 5 устройства. Каждый бинарный вход содержит два жгута, один из которых состоит из трех, а второй — из четырех световодов. Другие торцы световодов дешпфратора объединены по три в семь основных фоконных выходов б дешифратора. Наряду с этими выходами имеются разрядные фоконные выходы 7. Часть этих выходов другой систсмой световодов ооъединены в фокоп 8, З0 который является суммирующим выходом уст590739

60 отсутствует, все основные выходы б освещены. Номера затемненных фоконных выходов б определяются по формуле

N = 3 W i + 2 Wg + Ж з + 2 (— 1) " + (2 — С) (3 —. Е ) (1) 65 роиства. Основные выходы 6 оптически связаны с соответствующими входами плоскопараллельного инвертирующего преобразователя 9, выходы которого соединены с разрядными фоконными выходами 7.

Э

Плоскопараллельный инвертирутощий преобразователь 9 представляет собой многослойную структуру, заключенную между стскляп. ньвттт пластинами 10. На внутренние стороны пластин нанесены прозрачные электроды 11. 10

Олтттт из этих электродов находится в контакте с электролюминесцентным слоем !2, другая сторона которого закрыта светонепроницаемой перегородкой 18. К другому электроду 11 примыкает тонкий слой прозрачного диэлектрика 14. Между перегородкой 18 и диэлектриком 14 расположен сплошной слой порошкового фотопроводника 15 толщиной

80 як, внутри которого расположена управ. ляющая сетка 1б. Сетка 16 представляет собой систему вольфрамовых проволок диаметром около 10 лтк и шагом 250 — 500 лтк. Сетка

16 гальванически соединена с прозра тным электродом 11, находящемся в контакте с электролюминесцентным слоем 12.

Оба прозрачных электрода 11 связаны с зажимами источника питания 17, в качестве которого использован генератор переменного напряжения. Инвертирующий преобразователь

9 имеет также дополнительный фоконный вход

18 и соответствующий ему дополнительный фокопный выход 19. Дополнительные вход и выход оптически связаны с бинарным выхолом «перенос» устройства, который состоит из фоконов 20 и 21. Кроме того, дополнительный фоконный вход 18 оптически связан (например, световодами) с частью разрядных выходов 7. Регистры слагаемых представлены источниками света 22 и 28, связанными с бинарными входами 4 и 5 соответственно. 4О

На одном инвертирующем преобразователе 9 может быть смонтировано несколько однотипных вычислительных устройств, количество которых определяется количеством двоичных разрядов суммируемых чисел. При 4 этом выход «перенос» (фоконы 20 и 21) соединяют с бинарным выходом 3 следутощс-.о вычислительного устройства старшего разряда.

Единица кодируется путем освещения нечетного фокона бинарных входов 8, 4 и 5, а нуль — освещением четного фокона этих входов. На бинарный вход 8 переносится единиц с младшего разряда, а на бинарные входы

4 и 5 поступают сигналы с соответствутощих разрядов регистров слагаемых 22 и 28. При любой комбинации нулей и единиц па трех бинарных входах олин .пз основных фоконных выходов б будет затемнен. Только в том случае, когда на всех бинарных входах единица гле N номер затемненного выхода, считая слева направо по чертежу; вес бинарного входа 8; вес бинарного входа 4; вес биттарного входа 5;

W,—

Wo

1т з—

С = — тт"! + Р 2 = Ч з.

Переменное напряжение, приложенное к прозрачным электролам 11 возбужласт смкостный ток сме цения, протекаюцтий через слои, заключсгтттьте между электролами 11.

Проходя через электролюминесцентный слой

12, ток вызывает излучение с его поверхностеи, которое поступает на разрядные фоконные выходы 7 и дополнительный фоконньтй выход 19. Если какой-либо участок фотопроводящего слоя 15 освещается с помощью основных фокопных выходов б или дополнительного входа 18, то вследствие наведенной проводимости этот участок гальванически соединяется через сетку 1б с прозрачным электродом П. Поэтому емкостный ток, ответвляясь на сетку 1б, минует соответствующий участок электролк>минесцентного слоя 12. В результате против освещенного участка входа оказывается неизлучающий участок выхода ипвертирующего преооразователя 9. Ооращенное изображение ооладает усиленной конграстностью, что благоприятно влияет на характеристики устройства в целом.

Рассмотрим как пример сложение следующих цифр. 0,,1, 1. При этом будут освещены четный фокон бинарного входа 8 и нечстные фоконы бинарных входов 4 и 5, как это показано на чертеже. Подставляя в вьтражентте (1) значения à — — О, 1Гз — — 1, т17з = 1, получттм,Ч = 5, то есть затемненным окажется пятый из основных выходов 6. Соответствующий ему один из разрядных выходов 7 будег излучатощим. Излучение с помощью световолов направляется и дополнительному входу 18 и бинарному вхолу «перенос» (фокон 20). Так как фокоп 20 излучает свет, а фокон 21 затемнен, то согласно принятому кодированию регистрируется «1» лля переноса в старший разряд. Ни один из разрядных выходов 7, соединенньтх с фоконом 8, не излучает, что соответствует значению «О» суммы.

Ипвертирующий преобразователь 9 позволяет размещать 20 — 40 каналов на сантиметр в одном направлении и 100 каналов на сантиметр в другом ортогональном направлении.

Таким образом, па преобразователе размером

10Х10 стт можно разместить 4. 10 каналов.

Для ланного вычислительного устройства необходимо иметь 8 каналов. Следовательно с помощью преобразователя 9 указанных размеров можно производить сложение двоичных чисел, имеющих 4 . 10з/8 = 5 . 10 разрядов.

Число разрядов не ограничивается оптическими потерями, так как преобразователь 9, раоотающий в режиме обращения изображения, может осуществлять усиление световых сигналов. Так как световой поток на бинарных

590739!

1 1 (а

11

12

1,7

2 о 21

/7гое,час „1"

Б .72 4>

1 ZPPRnC „ i

d слсры ы раап gp 7

Составитель Ю. Козлов

Техред А. Камышникова

Редактор Н. Громов

Корректор В. Гутман

Лаказ 1013/2067 Изд. № 210 Тираж 881

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открыт..й

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Тпп. Харьк. фил. пред, «Патент» входах 8, 4 и 5 разветвляется не более чем на четыре потока, коэффициент усиления должен быть не менее 4. Инвертирующий преобразователь 9 способен обеспечить гораздо более высокий коэффициент усиления. Благодаря 5 наличию оптической обратной связи устройство обладает двумя хорошо выраженными состояниями: максимальной и минимальной интенсивностями излучения, что соответствует дискретному характеру работы цифровых 10 устройств. Кроме того, предлагаемое устройство долговечно, обладает высс ффу ханической прочностью и надежностью Мфй 11ебольших р аз мер ах.

Формула изобретения

Оптоэлектронное вычислительное устройство, содержащее световоды, плоскопараллельный инвертирующий преобразователь и источники света, связанные со входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет суммирования чисел, в него

I 4 ii введен дешифратор, выполненный на светово. дах, одни торцы, которых объединены в три бинарных фоконных входа устройства, а другие — в основные фоконные выходы, оптически связанные с соответствующими входами плоскопараллельного пнвертирующего преобразователя, причем плоскопараллельный инвертирующий преобразователь снабжен дополнительными фоконными входом и выходом, связанными световодами с бинарным выходом «перенос» устройства, суммирующий выход которого световодами связан с первои группой разрядных фоконных выходов, а дополнительный фоконный вход — со второй группой разрядных фоконных выходов плоскопараллельного инвертирующего преобразователя я.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: ! . Авторское свидетельство СССР ¹ 262279, Н ОЗ К 37/64, 1970.

2. Патент СШЛ № 3369125, кл. 250 — 213, 1968.