Функциональный электрооптическийпреобразователь

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТ©РСКОМУ СВИ: ИТВЛЬСТВУ

Союз Советсних

Социалистичесннх

Республик (61) Дополнительное R ввт. свид-ву—

{22) Заявлено 300379 (21) 2757326/18-24 ®) М Кл с присоединением заявки Но

G 06 G 9/00 осударстаеияый комитет

СССР ио аелам изабретеиий и открытий

{23) ПриоритетОпубликовано 150281. Бюллетень N9 6

Дата опубликования описания 15.0231 (53) УДК 681. ЗЗ5. . 8 (088. 8) 1 (72) Авторы изобретения л (Э.О.Козлов, В.О.Павлов, д.И.Стариков и Н.T.Врокозл аз з);зл;

1 " Ей",,i!. з

1

" :М/От ;(.. (71) Заявитель

"л (,",iN (54) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может применяться в RC-сеточных модулях для формирования граничных условий при решении нестационарных краевых задач.

Известен функциональный преобразователь, работающий по принципу кусочно-линейной аппроксимации (1) .

Он характеризуется недостаточной точностью формирования временной функции, а также трудоемкостью операции перехода от одной функции к другой.

Наиболее близким техническим ре- 15 шением и изобретению является электрооптический преобразователь, кото« рый содержит ЭЛТ, генератор развертки, функциональную маску, фотоэлемент и усилитель постоянного тока 12) .20

Недостатками даннОго преобразователя являются наличие погрешности за счет линейности развертки, а также сложность устройства, вызванная необходимостью формирования высоких

Напряжений для обеспечения работы

ЭЛТ. Источник напряжения должен иметь высокую стабильность (что также усложняет устройство), поскольку изменение значения напряжения на i 30 аноде ЭЛТ вызывает погрешность формирования функции как во времени, так и по .величине.

Цель изобретения — снижение потребляемой мощности и повышение точности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что функциональный электрооптический преобразователь, содержащий источник света, генератор развертки, первый транспарант с нанесенной функциональной маской, выход которой связан с первым входом собирающей оптической системы, связанной выходом с входом фоточувствительного элемента, подключенного выходом к первому входу операционного усилителя, второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а выход является выходом преобразователя, введены светолучевые гальванометры, второй транспарант с. нанесенной маской передаточной функции и оптический разделитель пучка, вход которого связан с выходом источника света, первый выход оптического разделителя пучка связан с оптическим входом первого светового гальванометра, электрический вход которого соединен с выходом генератора раз805361

Формула изобретения

60 вертки, а выход оптически связан с входом первого транспаранта с нане сенной функциональной маской, второй выход оптического разделителя пуска связан с оптическим входом второго светолучевого гальванометра, выход которого через второй транспарант с нанесенной маской передаточной функции связан со вторым оптическим входом собира1ощей оптической системы, а электрический вход второго светолучевого гальванометра соединен с выходом преобразователя.

На чертеже представлена структурная схема функционального электрооптического преобразователя.

Она содержит источник 1 света, оптический разделитель 2 пучка, первый светолучевой гальванометр 3, второй светолучевой гальванометр 4, транспарант 5 с нанесенной маской, передаточной функции, транспарант б с нанесенной функциональной маской, собирающую оптическую систему 7, фоточувствительный элемент 8„ операционный усилитель 9 и генератор 10 развертки.

Преобразователь работает следующим образом.

Оптический сигнал от источника

1 света (например, от лампочки накаливания) поступает на вход оптического разделителя 2 пучка, образующего два канала, по которым сигнал в виде щелевого пучка ."вета поступает на подвижные зеркала .светолучевых гальванометров 3 и 4. Световые сигналы, отраженные подвижными зеркалами светолучевых гальванометров 3 и 4 через соответствующие транспаранты 5 и б попадают в собирающую оптическую систему 7, состоящую из двух цилиндрических собирающих линз (на чертеже не показаны), фокусирующих сигнал в горизонтальной плоскости, и одной цилиндрической собирающей линзы (на чертеже не показана), фокусирующей сигнал в вертикальной плоскости. ! Сигнал, сфокуСированный в точку, попадает на фоточувствительнЫй элемент 8 (например, фотодиод). Генератор 10 раэвертки вырабатывает пилообразное напряжение, подаваемое на отклоняющую систему светолучевого гальванометра 4, подвижное зеркало которого, отклоняясь, перемещает щелевой пучок света от начала до конца транспаранта б, на котором изображена в виде затемненной площади требуемая функция. В зависимости от величины функции в каждый момент времени меняется освещенность поверхности фоточувствительного элемента 8, которйй соединен с первым входом операционного усилителя 9.

На входе операционного усилителя 9 вырабатывается электрический сигнал который подается на отклоняющую

5 l0

3S

45 систему светолучевого гальванометра

3, подвижное зеркало которого, отклоняясь, перемещает второй щелевсй пучок вдоль транспаранта 5 с маской передаточной фУнкции. На поверхности фоточувствительного элемента 8 происходит суммирование двух световых потоков. Фоточувствительный элемент

8 включен в схему операционного усилителя 9 таким образом, чтобы освещенность его пОверхности оставалась постоянной. Изменение светового потока в одном из оптических каналов компенсируется изменением светового потока в другом оптическом канале, а сигнал на выходе операционного усилителя 9 повторяет форму требуемой функции в зависимости от характера передаточной функции, которая может быть линейной, а также монотонно возрастающей или. убывающей.

В последнем случае проивзодится перемножение заданной и передато; ной функций. Поскольку фоточувствительный элемент 8 работает на достаточно малом участке рабочей характеристики, что достигается применением усилителя с большим коэффициентом усиления, его погрешностью от нелинейной рабочей характеристики можно пренебречь.

Разработанный функциональный преобразователь имеет высокую точность преобразования, а также обладает более широкими функциональными возможностями, позволяя осуществлять умножение заданной функции на любую монотонно убывающую или возрастающую функцию. Он более экономичен и безопасен в работе, поскольку в нем отсутствует, высокое напряжение, а также в нем не требуется создания специальных узлов для формирования управляющих сигналов, так как уровни сигналов, подаваемых на входы светолучевых гальванометров, позволяют использовать непосредственно выходы операционного усилителя и генератора развертки.

Функциональный электрооптический преобразователь, содержащий источник света, генератор развертки, транспарант с нанесенной функциональной маской, выход которой связан с первым входом собирающей оптической системы, связанной выходом с входом фоточувствительного элемента, подключенного выходом к первому входу операционного усилителя, второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, а выход является выходом преобразователя, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью снижения потребляемой мощности и повышения точности преобразователя, в него вв

805361

Составитель Ю. Козлов

Редактор Л. Копецкая Техред Л. Пекарь Корректор Н. Бабинец

Заказ 10906/74 Тираж 756 Подписное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 дены светолучевые гальванометры, транспарант с нанесенной маской передаточной функции и оптический разделитель пучка, вход которого связан с выходом источника света, первый выход оптического разделителя пучка связан с оптическим входом первого светолучевого гальванометра, электриЧеский вход которого соединен с выходом генератора развертки, а выход оптически связан с входом транспаранта с нанесенной функциональной маской, второй выход опти-. ческого разделителя пучка связан с оптическим входом второго светолучевого гальванометра, выход которого через транспарант с нанесенной маской передаточной функции связан с вторым оптическим входом собнракицей оптической системы, а электрический вход второго светолучевого гальванометра соединен с выходом преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Николаев.С.Н.. Козлов З.С;

Подгородник Н.П. Аналоговая математическая машина УСМ-1.М., Машгиз, 1962.

2. Райдер Дж. Техническая электроника. Л., Судпромгиз, 1961, с. 296298, рис. 8-33 (прототип).