SU642732A1 - Оптико-электронный функциональный преобразователь - Google Patents

Description

I

Изобретение огаоситс  к области оптикоэлектронной обработки информащш и лдажет быть использовано при построении устройств аналого-цифровой (габридной) вьпшатительной TexitHKH и автоматики.

Известны оптико-электрош1ые фз 1кцнональные преобразователи. Один из извест1гых преобразователей построен на базе серийно выпускаемого оборудовани . В нем двоичный кодо-импульсный сигнал управл ет группой инжекционных лазеров, количество которых равно числу разр дов преобразуемого кода; свет от лазеров поступает на общий фотодетектор через rpjomy опттеских аттенюаторов, причем лучу каждого разр да соответс1вует свое ослаблеш1е; фотодетектор преобразует лучистую энергию в электрическое напр жение,  вл ющеес  аналогоъым эквивалентом исходного кода; аналоговый сигнал кваитуетс  по уровню с помощью компараторов и поступает на группу лазеров, каждый ю которых запускаетс  определештым уровнем входного сигаала; луч от лазера, запущешюго данным уровнем, падает на соответствующую часть кодовой маски, а затем воспринимаетс  массивом фотодетекторов, количество разр дов которых равно числу разр дов выходного кода 1J.

Другой известный оптике-электронный фзшкциональньш преобразователь обеспечивает высокую температурн ю стабильность прет разовани . В нем входна  1шформаци  восщлшилгаетс  с кодового дь$ска блоком креьшлевых фотодиодов; сигнал с фотодиода смещаетс  и подаетс  ка диск:р1шинатор, построенный на транзисторах типа р-п-р по схеме с общим эмиттером , температурна  стабильность достигаетс  тем, что источник иапр же$ш  смещени  построен ira транзисторах с 1зде {тичными характерисл1ками и того тгша, что и транзисторы дискриминатора, в результате чего изменени  внешней температуры оказьшают од|щаковое, взаимно компенсирующее влишше и на источник смещени , и на дискрим1шатор. Сигаал с вььчода дискрим1шатора подаетс  1й усютитель, реализованный на транзисторе типа п-р-и.

Кроме истощщка напр жени  смеще11ги  фотодиодов в схеме преобразовател  применен второй источник смещени , предназначеюоай т 

изменени  температурной зависимости наттр -. жаш  коллектор-эмиттер траюисторов дискриMSiHaTOpa , Второй источник также реализова ный на транзисторах, содержит терморезистор, предназначенный до  компеисащш комнатных темперагурньи характернстшс кремш{евых фотодиодов; диапазон рабошх телшератур такого OHTiiKO-электронного преобразовател  от 50° С, до+ЮО С 2.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению  вл етс  оптикоэлектронраш функциональный преобразователь, йодержаидай последовательно соедине1П1ые излучатель света, электронно-оптический преобразователь , блок оптической обработки сигнала и фотоэлектрический преобразователь, выходом св за}шый со входом след щего преобразоватеат  аналог-код, выход которого , в;-т е1с  выходом гфеобразовател  3.

Основнь недостатком ювес7ных оптикоэлектронных преобразователей  вл етс  низка  точность ареобразйва1ша, обусловлешта  зависимостью опт1иеских и электрооптических параметров используемых материалов и элементов от неииформативных пара1 1етров окр жающей среды {темперЗгура, освеи еш ость, параметры питани , K.iHMaTWiecKJ e и мехашиеские воздействи ) с

Целью изобретени   вл етс  повыше ше точности работы онтико-электронного функционального преобразовател  за счет введени  коррекTiipyioiuitx воздействий по всем неинформативным rtapaMeTpaM преобразовани .

Цель достигаетс  тем, что в предаагаемый оптнко- электронный ф а1К1д1юнальньн1 преобразователь введены фи коммутатора, коммутатор с пам тью, блок корректирующих элементов, входы которого соеддиены с соответствующими выходами первого коммутатора, а выходы - нодключены к соответствующим входам коммутатора с пам тью, который выходами соединен с соответствующими корректирующими входами излучател  света, электрошю-оптического преобразовател , блока оптической обработки сигнала , фотоэлектрического преобразовател    след щего преобразовател  шгалог-код, а тз.кже введены двухнолюсные переключатели, выход первого из которых соед1а1ен с 1шформа1цюаиым входом злектро шо-оптического преобразовател , а входы св заны соответственно со входом преобразовател  и выходом второго коммутатора , генератор тестовых сишалов, выходы которого подключены к соответствующим входам второго коммутатора, блок управле1 и , св эашгый первым входом с входом преобра-, зоватет , первым выходом - с управл ющим входом ком.%{утатора с пам тью, вторым .выходом . - с соответствуюидими управл ющими

входами коммутаторов, а третьим выходом - с управл ющими входами o6oiix двухполюсных переключателей, прт ем выход второго двухполюсного переключател  соединен с инфоркшциошЕым входом первого комл1утатсра, лштейпьк преобразователь код-аналог, вькодом соедп {еш Ь Й с первым входом второго двухполюсного, переключател , генератор чисел, св занный выходами с соответствующш 1И входами третьего коммутатора, пороговый элемент, вход которого соед1иен с выходом лш1ейпого преобразовател  код-аналог, блок сравнени  кодов, входы которого св заны соответствешю с выходохм след щего преобразовател  аналог-код и выходом

5 третьего коммутатора, а  ыход подключен ко входу л1{нейного преобразовател  код-аналог, функщюнальный пре бразователь код-аналог, аналоговый блок сравнени  и (спюч, выход которого соединен с вторыл входом второго двухполюсного переключател ; первый вход ключа св зан с выходом порогового элемента и вторым входом блока уггравлега{Я, а второй вход ключа св зан с выходом аналогового блока сравне1ш , первый вход которого св зан со входом преобразовател , а второй вход через функщгональньп преобразователь код-шшюг - с выходом преобразовател .

На чертеже представлена пршгциниальна  схема предлагаемого оптико-электро1шого

0 функщюнального преобразовател .

На чертеже обозначено: излучатель света }; первый комм)татор 2; блок корректирующих элементов 3; коммутатор с тм тью 4; злектронно-оптйческкй преобразователь 5; блок onTtwec33 кой обработки сигаала 6; фотоэлектр Р1еский преобразователь 7; первый двухполюсный переютмчатель 8; второй коммутатор 9; генератор тестовых сигналов 10; блок управлени  11; второй двухполюсный переключатель 12; лиO иейный преобразователь код-аналог 13; след щий преобразователь Ш1алог-код 14; генератор чисет 15; третий комь1утатор 16; пороговый элемент 17; блок сравнени  кодов 18; функщюналышй преобразователь код-аналог 19; анало5 говый блок сравнени  20; ключ 21.

Преобразователь работает следующим образом .

В такте калибровки первьш и второй двухполюсные переключатели 8, 12 наход тс  в первом положении. При этом на вход электронно-оптического преобразовател  5 соответстве1шо доследовательным положени м второго коммутатора 9 поступают аналоговые тестовые с гналы с выходов 1, „., m генератора тестовых сиг55 налов 10.

Тестовые сигналы, количество которых равнО; числу корректируемых нешгформативных параметров , проход т пр мой тракт, т.е. электронГ6 ( йо-опт}Г ескш1 преобразователь 5, блок оптической обработки сетнала 6 и фотодлектрнческий преобразователь 7 н преобразу7отс  след тц 1м преобразователем аналог-код 14 в соответствующую последовательность кодон, пргием эи коды несут илформациюо влп шогнешгформатнв ных параметров и самого тракта. Полугенные коды сравниваютс  в блрке сравнени  кодов 18с кодами, поступающими с выхода генератора чисел 15, которые соответствуют аналоговым тестовым сипгалам генератора тестовых сигналов 10, и коммутируютс  треты1м .KONZMyTaTopoM 16, работающим стхронно с вторым кок1мутатором 9. На основании кодового разбаланса, вырабaтывae roгo по каждому неинформативиому параметру блоком сратзнешш кодов 18, линейный преобразователь код-аналог 13 выдает унравлжощие сигаалы через второй двухполюсный переключатель 12 на первьй коьшутатор 2, которьш коммутирует корректирующие сигналы Zi...fZfff блока корректирующ х элементов 3 на корректирующие входы юлучател  света 1, электро1тно-оптического преобразовател  5, блока оптической обработки .сигнала б, фотоэлектрического преобразовател  7 к след щего преобразовател  аналог-код 14, пр.ичем коррекци  осуществл етс  в определе1шом пор дке, который может отличатьс  от пор дка нумерации блоков, кроме того, некоторые блоки могут не корректироватьс , а у р да блоков может использоватьс  несколько корректирующих воздействий . Блок корректирующих элементов 3 обладает пам тью, noDTorvty при прекращении работы (остановке первого коммутатора 2 на последней позиции) корректирующие элементы запоминают те состо зш , которые они получили в процессе последовательной комг.тутащп. На этом такт калибровки заканчиваетс . Следующш такт - рабочш. В этом такте первый и второй двухполюсные переключатели 8, 12 наход тс  во втором положении (противоположном изображегпюму на чертеже). Входной сигнал F(x), пройд  тракт преобразовшш , подвергаетс  воздействию некоторььх неинформативных параметров YI ,.,., Ym приifflMHCT вид F (X, YI,..., Yfn)o Постутгающий с вьрсода след щего хфеобразовател  аналог-код 14 код 15 еобразовшцюго сигнала сравниваетс  в блоке сравнени  кодов 18 с числами, поступaющи a с выхода генератора чисел 15, которые соответствуют сигналам генератора тестовых сигналов 10 и коммутируютс  третьим кoм yгатором 16 в той же последовательности, что и в такте калибровки. В процессе коммуташш на преобразуемый сигнал косвенно воздействуют коррекг«1рующ.че сшналы Zj выработашгые в такте калибровки н 2 поступающие с выходов коммутатора с пам тью 4. При этом сигнал F ((X, Yj,.., Ym) нриобретает ввд F (X,YI...,Ym|Zi..., Zm), если используютс  все коррект фующие воздействи . В общем С1гучае, т.е. дл  произвольной точки в диапазоне калибровопшк значений, получим зависимость ввда F (X, Yj...,Yk Zi..., , j &. Корректирующие воздействи  в такте калибровки вырабатьшаютс  исход  из услови  ( ±л по Xj в результате; . получени  1 I I л т г max /ЭР Л коррекции получаем V 3/max выполнени  соотношени  добиваемс  (У)-дР-(1),гдедГ.Ь).ДН 9у. а F Р 517 гПри этом преобразуемый сигнал в 1-м трнблнжении прш-лет вид -.z,) где Yk, Zk - некоторые фиксгфованные значени , а вюрые слагаемые в точках калибровки равны нртю. Корректирующие возде 1стин  с выхода комк утатора с пам тью 4 комгг1 т1фуготс  до тех нор, пока блок сравнени  кодов 18 не вицаст код лашимального разбаланса, т.е. пока сигнап не попадает в зону двух послсдовагеш кых каHii6poBO bix кодов. Этот код преобразуетс  линейным преобразователем код-а{алог 13 в шалоговую вешпюгу н подаетс  на вход порога ого аугмента 17, который срабатывает и выаает команду через блок ущавлснп  П на осганопку первого комлгутатора 2 и тем са-мым - на коммутатор с пам тью 4, который прек шцает дальнейшую коммутащно корректируюниик воздействш . Пороговый элемент 17 открывает также ключ 21, через который разность преобразованного, приведешюго к первоначальному виду функционалыым нреобразователемчсод-аиалог 19, ,н преобразуемого сигналов подаетс  через кпюч 2К на вход первого коммутатора 2 и далее на вход блока корректирующих злемехлгов 3, который отрабатывает по нему коррскт фующие воздействи  внутри выбранного каниброЕочного поддиапазона . Формула и 3. о б р е т е н н   Опшко-электро1шый фуагкциональкьн преобразователь , содержащий последов ателыго