Фазо-импульсный многоустойчивый элемент —

 

197275, генератора и каждого десятого светового импульса на входе затвора). Среднее значение величины фотосопротивления определяется средней интенсивностью светового потока, падающего на него с выхода электрооптического затвора. Так как период следования световых импульсов является постоянным, то средняя величина светового потока, облучающего фотосопротивление, а следовательно, и средняя величина его значения, определяется величиной длительности выходных импульсов света. Изменение длительности выходных импульсов света приводит к изменению средней величины фотосопротивления 5, то есть к изменению длительности периода автоколебаний блокинг-генератора, что, в свою очередь, приводит к соответствующему сдвигу фазы между последовательностями соответствующих входных световых импульсов и импульсов блокинг-генератора. Таким образом, имеется связь в системе: изменение длительности выходных световых импульсов приводит снова к соответствующему изменению этой величины длительности. Такая замкнутая система автоматического регулирования может находиться в устойчивом положении равновесия, и описываемое устройство может рассматриваться как автоподстраиваемый делитель частоты световых импульсов, например, на десять. ,4ля запуска прибора используется явлен,lp фотодиэлектрического эффекта. Запуск производят световыми импульсами, фазируемыми в соответствии с тем номером состояния равновесия, в который желательно перевести прибор. Так, на фиг. 2, б пунктиром показан запуск прибора (находящегося в первом состоянии) B шестое состояние равновесия.

Технически прибор запускают подачей короткого светового импульса необходимой интенсивности на мозаику фотодиэлектрического конденсатора 8 (одна из обкладок этого конденсатора выполнена полупрозрачной из тончайшего слоя серебра, нанесенного на мозаику — диэлектрик конденсатора, например, методом испарения в вакууме) . Момент подачи этого импульса света должен быть синфазирован с соответствующим импульсом света на входе прибора (с опережением по фазе относительно переднего фронта этого импульса на с„или несколько раньше, учитывая инерционные свойства фотодиэлектрика, его постоянную релаксации) для получения перевода прибора в требуемое состояние равновесия. При освещении конденсатора величина его емкости скачком увеличивается (с малой постоянной времени). Так как величина заряда в конденсаторе не может измениться скачком, то по закону сохранения энергии напряжение на обкладках конденсатора скачком уменьшается по абсолютной величине и быстро достигает уровня, при котором возникает блокинг-процесс. При этом в блокинг-генераторе вырабатывается электри5

4 ческий импульс, и на выходе электрооптического затвора появляется импульс света от условно шестого входного импульса света, то есть прибор переводится в шестое положение равновесия. В остальном работа прибора остается прежней. Увеличение емкости при запуске приводит к увеличению общего заряда в ней при первом блокинг-процессе (отсчитывая от момента запуска прибора). Восстановление стационарного значения емкости конденсатора 8 заканчивается к окончанию блокинг-процесса (для этого соответственно выбирают длительность запускающего импульса света и постоянную релаксации фотодиэлектрика), поэтому в отсутствие стабилитрона напряжение на конденсаторе к концу первого блокинг-процесса оказалось бы существенно больше по абсолютной величине, чем напряжение, до которого заряжается этот конденсатор в стационарном режиме работы прибора (в одном из возможных положений равновесия). При этом период времени до второго блокинг-процесса существенно возрос бы, что привело бы к сбою состояния равновесия с заданным номером.

Применен; с стабилитрона существенно для рехкима запуска, так как нормализует уровень напряжения, до которого может зарядиться конденсатор: при превышении уровня стабилитрон открывается (пробивается) и через него стекает избыгочный заряд конденсатора (который в отсутствие стабилитрона мог бы увеличить разность потенциалов на обкладках конденсатора) .

Предложенная схема запуска прибора не является единственно возможной. Так, при использовании в качестве запускающих электрических импульсов, конденсатор может быть обычной конструкции (например, со слюдяным диэлектриком). При этом запускающие электрические импульсы подаются, например, на анод лампы. В случае использования световых запускающих импульсов в качестве проводников для них могут быть использованы световоды на основе волокнистой оптики. Зто позволяет создавать компактные фазимнотроны, предназначенные для их объединения в «матрицы» с одной общей освещаемой стороной (от источника входных световых импульсов) . Фотосопротивление, поляризатор, анализатор и полупрозрачные проводящие электроды электрооптической ячейки

Поккельса могут быть пленочными, наносимые в указанном порядке (фиг. 1) на кристалл ЛДП или 1(ДП (соответственно дигидрофосфата аммония или калия) ячейки 7.

Это увеличивает надежность, жесткость и долговечность конструкции и ее малые габариты. Релаксация ячейки Поккельса столь ничтожна, что допускает увеличение быстродействия прибора вплоть до частот следования световых импульсов на входе прибора около 5 — 10 Гц (для меандра) . По-видимому такое высокое быстродействие не может быть реализовано вследствие трудностей

397275

Кмакс =

2а «о

55 создания блокинг-генераторов на частоты соответственно (для десятичных фазимнотронов) 0,5 — 1,0 Гги,. Во всяком случае, наибольшая величина быстродействия прибора практически лимитируется только возможностями технической реализации миллимикросекундных релаксационных генераторов и в настоящее время оценивается величиной в несколько мегагерц (до 10 — 20 Мгц).

Данный присор также позволяет получить число состояний равновесия, кратное целой степени при основании 10, например 100 состояний равновесия, что увеличивает информационную емкость прибора. В отличие от фазо-импульсных многоустойчивых элементов радиодиапазона, в которых увеличение числа состояний равновесия лимитировалось величиной асинфазности выходной последовательности электрических импульсов по отношению к опорной последовательности (так, увеличение числа состояний приводило бы к сбоям в надежности правильного отсчета состояний равновесия из-за асинфазности), в описываемом приборе увеличение числа состояний равновесия не приводит к ошибкам в отсчете номера состояния прибора, так как в нем обеспечивается строгая синфазность выходной и опорной последовательностей импульсов.

Предлагаемый прибор позволяет увеличить число состояний равновесия по сравнению со своим ближайшим прототипом. Нетрудно показать, что наибольшее значение коэффициента деления К„,„, определяется скважностью о следования входных световых импульсов и относительной стабильностью автоколебаний в блокинг-генераторе, согласно выражению где o — относительная стабильность частоты автоколебаний в релаксационном генераторе.

Для получения ста устойчивых положений равновесия в фазимнотроне (К=100) в случае меандра входных световых импульсов (о=2) необходимо, чтобы относительная стабильность блокинг-генератора была бы равна

Ь = 2,5 10 з, котор ая является достижимой.

Для дальнейшего увеличения числа состояний равновесия (например, при К=100) следует использовать высокостабильные управляемые генераторы гармонических колебаний с импульсными преобразователями вместо блокинг-генераторов.

Для увеличения надежности работы прибо. ра с большим числом положений равновесия следует выбирать параметры прибора так, 5

З0

35 чтобы разность фаз q соответствующая устойчивому положению равновесия, была бы равна ср„= — — . Для этого можно проlг6 вести подбор элементов 8 и 5 схемы (фиг. 1), однако наиболее простым решением вопроса является установка последовательно с фотосопротивлением подбираемого при регулировке сопротивления (лнбо шунтирсванием конденсатора 8 соответствующим подстроечным конденсатором, либо изменением интенсивности света у выходных импульсов, либо изменением питающего напряжения и т. д,), При этом импульсы блокинг-генератора оказываются сдвинутыми влево относительно соответствующих входных световых импульсов на половину длительности последних, а длительность световых импульсов на выходе прибора сокращается вдвое, по сравнению с длительностью импульсов на входе.

Постоянная релаксации фотосопротивления должна быть (желательно) различной для уменьшения фотосопротивления при его облучении светом (т ) и для его увеличения при снятии облучения (т ). Причем, следует выбирать фотосопрстивления, у которых т т, и т т, . Для получения таких фотосопротивлечий можно рекомендовать, в частности, применять в составе фотослоя люминофоров с относительно длительным послесвечением и малой постоянной времени их возбуждения. Прибор является работоспособным при использовании фотосопротивлений с мало отличающимися постоянными релаксации т, и т„хотя в этом случае уменьшаетdR+ ср ся величина, определяющая чув(1ствительность прибора к изменениям длительности выходных световых импульсов.

Предмет изобретения

Фазо-импульсный многоустойчивый элемент, содержащий релаксационный генератор на трансформаторе, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения надежности селекции состояний, в нем фотодиэлектрический конденсатор включен последовательно с фотосопротивлением в цепь источника питания, точка соединения фотосопротивления с фотодиэлектрическим конденсатором подключена к сеточной обмотке трансформатора, а параллельно анодной обмотке трансформатора включен электрический вход электрооптической ячейки, управляющей световыми импульсами, поступающими на фотосопротивление.

197 176

Яхоо

8ыход

А пуск

Мои/

Составитель А. А. Плащии

Редактор Л. Г. Герасимова Техред Л. Я, Бриккер Корректоры: В. В. Крылова и А. П. Татаринцева

Заказ 2179/14 Тираж 535 Подписное

Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Ссвете Министров СССР

Москва, Центр, нр. Серова, д. 4

Типография, пр. (апунова, 2