Оптический преобразователь кодов

Авторы патента:

H04B10 - Передающие системы, использующие потоки корпускулярного излучения или электромагнитные волны, кроме радиоволн, например световые, инфракрасные (оптические соединения, смешивание или разделение световых сигналов G02B; световоды G02B 6/00; коммутация, модуляция и демодуляция светового излучения G02B,G02F; приборы или устройства для управления световым излучением, например для модуляции, G02F 1/00; приборы или устройства для демодуляции, переноса модуляции или изменения частоты светового излучения G02F 2/00; оптические мультиплексные системы H04J 14/00)

 

Изобретение относится к области обработки информации и может быть использовано в оптических вычислительных системах. Техническим результатом является повышение быстродействия. Преобразователь содержит группу оптических разветвителей, группу оптических бистабильных элементов и оптический объединитель. 1 ил.

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при разработке и создании оптических вычислительных машин, а также в преобразующих устройствах систем автоматического управления, контроля и систем связи.

Известны различные преобразователи кодов, построенные по комбинационному и накапливающему принципам [Гитис Э.И., Пискулов Е.А. Аналого-цифровые преобразователи. - М.: Энергоиздат, 1981; Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. - Киев: Вища шкала, 1980; А.С. СССР N 125494, H 03 M 7/16].

Недостатком данных устройств является сложность при использовании комбинационных схем - необходимо наличие элементов памяти, не входящих в схему преобразователя; при использовании накапливающих схем - наличие источника синхроимпульсов, также не входящего в схему преобразователя. Общими недостатком данных устройств является низкое быстродействие.

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является оптический компаратор, содержащий группу оптических Y-разветвителей и группу оптических бистабильных элементов [патент N 2106064, РФ, H 04 B 10/02, 1998 г.]. Недостатком данного устройства является отсутствие возможности преобразования позиционного двоичного кода в отраженный код Грея.

Заявленное изобретение направлено на решение задачи преобразования позиционного двоичного кода в отраженный двоичный код Грея с быстродействием, потенциально возможным для оптических переключательных схем. Подобная задача возникает при разработке и создании чисто оптических ЦИМ, обладающих быстродействием, потенциально возможным для оптических устройств.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройство введены оптический объединитель с оптическими ответвлениями различной длины, входы устройства объединены со входами и группы оптических Y-разветвителей, при этом вход последнего оптического Y-разветвителя, выход второго оптического разветвления которого является поглощающим, объединен со входом устройства для младшего разряда преобразуемого кода, выход первого оптического разветвления первого оптического Y-разветвителя подключен ко входу первого оптического ответвления оптического объединителя, а выход второго оптического разветвления каждого оптического Y-разветвителя группы, кроме последнего, объединен с выходом первого оптического разветвления следующего по порядку - соответствующего соседнему меньшему разряду кода, оптического Y-разветвителя, подключенному ко входу соответствующего оптического бистабильного элемента группы, прямой выход которого является поглощающим а инверсный подключен к соответствующему оптическому ответвлению оптического объединителя, выход которого является выходом устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена функциональная схема оптического преобразователя кодов (ОПК).

Устройство содержит группу (N+1) оптических Y-разветвителей 11...1N+1, группу N оптических бистабильных элементов (ОБЭ) 21...2N, оптический объединитель 3 с (N+1) оптическими ответвлениями 31...3N+1 различной длины.

Далее под ОБЭ понимается оптическая схема, имеющая пороговую статическую характеристику, оптический вход и два оптических выхода - для прямого и "отраженного" световых потоков (т.н. инверсный выход - при интенсивности оптического сигнала меньше пороговой). Схема организации таких выходов зависит от типа ОБЭ - если это трансфазор, то инверсный выход формируется за счет выбора соответствующего угла падения входного потока к поверхности и трансфазора [Акаев А.А., Майоров С.А. Оптические методы обработки информации. - М. : ВШ, 1988 г., с. 176, 181]; если это гибридное бистабильное устройство безрезонаторного типа [Семенов А.С. и др. Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации. - М: Радио и связь, 1990 г., с. 189, рисунок 7.14] , то организация инверсного выхода осуществляется путем отвода большей части входного потока фотодетектора на инверсный выход; если это оптически связанные волноводы [Акаев А.А., Майоров С.А. Оптические методы обработки информации. - М. : ВШ, 1988 г., с. 194], то в качестве инверсного выхода используется просто выход одного из волноводов и т.д.

Входами устройства являются входы группы (N+1) оптических Y - разветвителей 11,...1N+1. Первое оптическое разветвление первого оптического Y-разветвителя 11 подключено ко входу первого оптического ответвления 31 оптического объединителя 3. Выход второго оптического разветвления i-го оптического Y - разветвителя 1i, (i = 1,...N), подключен ко входу i-го ОБЭ 2i, прямой выход которого является поглощающим, и объединен с выходом первого оптического разветвления (i+1)-го оптического Y-разветвителя 1i+1 (выход второго оптического разветвления (N+1)-го оптического Y-разветвителя 1N+1 является поглощающим). Инверсный выход i-го ОБЭ 2i, (i=1,...N), подключен ко входу (i+1)-го оптического ответвления 3i+1 оптического объединителя 3, выход которого является выходом устройства.

В данном ОПК реализуется операция преобразования параллельного позиционного двоичного (N+1)-разрядного кода в последовательный отраженный двоичный (N+1)-разрядный код Грея, осуществляемая путем сдвига исходного (N+1)-разрядного кода на один разряд вправо (в сторону младшего разряда) с последующим суммированием по модулю 2 сдвинутого кода с исходным и дальнейшим разворачиванием параллельного кода Грея в последовательный.

Устройство при этом работает следующим образом. Преобразуемый параллельный позиционный двоичный (N+1)-разрядный код в виде оптических импульсов интенсивности 2 усл(овных) ед(иницы) поступает на входы оптических Y - разветвителей 11, . ..1N и 1N+1 (куда поступает младший разряд). За счет равного разветвления оптического потока в i-ом оптическом Y-разветвителе 1i происходит сдвиг входного кода на один разряд вправо, а за счет объединения по выходу второго оптического разветвления i-го оптического Y - разветвителя 1i и первого оптического разветвления (i+1)-го оптического Y-разветвителя 1i+1 - поразрядное суммирование исходного и сдвинутого кодов. (При этом оптический импульс интенсивности 1 усл.ед. в первом оптическом разветвлении оптического Y-разветвителя 11 не суммируется, поступая непосредственно в первое оптическое ответвление 31, а вторая половина входного импульса в (N+1)-м оптическом Y- разветвителе 1N+1 поглощается для обеспечения равенства интенсивностей суммируемых далее импульсов). В ОБЭ 21 - 2N осуществляется суммирование кодовых разрядов по модулю 2: при наличии оптических импульсов интенсивности 1 усл. ед. во втором оптическом разветвлении i-го и первом (i+1)-го оптических Y-разветвителей 1i, 1i+1 на входе ОБЭ 2i формируется оптический сигнал интенсивности 2 усл.ед., превышающей его порог срабатывания. В этом случае ОБЭ 2i срабатывает - появляется сигнал на его прямом выходе, где поглощается (на используемом далее инверсном выходе - нулевой сигнал, т.е. 1+1=0). При отсутствии импульсов в обоих оптических разветвлениях (нулевой сигнал на входе ОБЭ i) или одном из них (единичный сигнал на входе ОБЭ 2i), интенсивность входного сигнала оказывается меньше порога срабатывания ОБЭ - данный сигнал проходит на инверсный выход ОБЭ 2i (т.е. 0+0=0, 0+1= 1, 1+0=1). Таким образом на входах оптических ответвлений 31-3N+1 оптического объединителя 3 формируется сумма по модулю 2 исходного и сдвинутого на разряд вправо двоичных кодов, т.е. параллельный отраженный код Грея. Прохождение данного оптического кода по оптическим ответвлениям 31 - 3N+1 (где длины соседних оптических ответвлений отличаются на величину L = c, где c - скорость света, - период выходной последовательности импульсов) за счет разных времен их прохождения приводит к формированию на выходе оптического объединителя 3, т.е. выходе устройства, последовательного кода Грея. Так как быстродействие данного ОПК определяется по существу лишь временем срабатывания ОБЭ (10-10-10-12c), то, следовательно, предложенное устройство обеспечивает искомое преобразование кодов с быстродействием, потенциально возможным для оптических переключательных схем.

Формула изобретения

Оптический преобразователь кодов, содержащий группу оптических У-разветвителей и группу оптических бистабильных элементов, отличающийся тем, что в него введен оптический объединитель с оптическими ответвлениями различной длины, входы устройства объединены со входами группы оптических У-разветвителей, при этом вход последнего оптического У-разветвителя, выход второго оптического разветвления которого является поглощающим, объединен со входом устройства для младшего разряда преобразуемого кода, выход первого оптического разветвления первого оптического У-разветвителя подключен ко входу первого оптического ответвления оптического объединителя, а выход второго оптического разветвления каждого оптического У-разветвителя группы, кроме последнего, объединен с выходом первого оптического разветвления следующего по порядку - соответствующего соседнему меньшему разряду кода, оптического У-разветвителя, подключенному ко входу соответствующего оптического бистабильного элемента группы, прямой выход которого является поглощающим, а инверсный подключен к соответствующему оптическому ответвлению оптического объединителя, выход которого является выходом устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в системах беспроводной передачи информации

Изобретение относится к волоконно-оптическому усилителю с поглотителем, а более конкретно - к волоконно-оптическому усилителю, имеющему поглотитель для поглощения оптических сигналов в заданном диапазоне длин волн

Изобретение относится к оптическим системам связи с уплотнением по длинам волн

Изобретение относится к технике приема и передачи информации, в частности к способу энергоинформационной связи, и может быть использовано в технике связи при создании систем связи на дальние расстояния, при поисках и разведке полезных ископаемых, например нефти и газа, и в других областях

Изобретение относится к технике приема и передачи информации, в частности к способу энергоинформационной связи, и может быть использовано в технике связи при создании систем связи на дальние расстояния, при поисках и разведке полезных ископаемых, например нефти и газа, и в других областях

Изобретение относится к области технической физики, а именно к системам оптической связи, и может быть использовано для создания оптических систем двусторонней оптической связи с автоматическим регулированием мощности лазерного излучения

Изобретение относится к области квантовой радиотехники и оптической связи и может быть использовано в аппаратуре волоконно-оптических, лазерных космических, атмосферных и других линий связи

Изобретение относится к области квантовой радиотехники и оптической связи и может быть использовано в аппаратуре волоконно-оптических, лазерных космических, атмосферных и других линий связи

Изобретение относится к оптической связи и может быть использовано для космической и наземной связи, в ситуациях повышенных требований к устойчивой работоспособности при засветках и облучении и изменении атмосферных свойств

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в аппаратуре передачи данных по каналу с помехами

Изобретение относится к электронным кодовым замкам и может быть использовано в технике защиты объектов от доступа посторонних лиц

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в цифровых вычислительных машинах

Изобретение относится к способу преобразования последовательности m-битовых информационных слов в модулированный сигнал, где m - целое число, при котором n-битовое кодовое слово выдается для каждого полученного информационного слова, где n - целое число, превышающее m, и выданные кодовые слова преобразуются в модулированный сигнал, и в котором последовательность информационных слов преобразуется в последовательность кодовых слов в соответствии с правилами преобразования таким образом, что соответствующий модулированный сигнал удовлетворяет заранее определенному критерию, и в котором кодовые слова распределяются, по меньшей мере, на группу первого типа и, по меньшей мере, группу второго типа, при этом выдача каждого из кодовых слов, принадлежащих группе первого типа, устанавливает первый тип состояния кодирования, определяемого связанной группой, выдача каждого из кодовых слов, принадлежащих группе второго типа, устанавливает второй тип состояния кодирования, определяемого связанной группой и информационным словом, связанным с выдаваемым кодовым словом, и, когда одно из кодовых слов присваивается полученному информационному слову, это кодовое слово выбирается из множества кодовых слов, которое зависит от состояния кодирования, установленного при выдаче предшествующего кодового слова, причем множества кодовых слов, принадлежащих состояниям кодирования второго типа, не содержат никаких кодовых слов совместно, а группа второго типа содержит, по меньшей мере, одно кодовое слово, связанное с множеством информационных слов, среди которых соответствующее информационное слово распознается обнаружением соответствующего множества, элементом которого является следующее кодовое слово

Изобретение относится к способу преобразования последовательности m-битовых информационных слов в модулированный сигнал, где m - целое число, при котором n-битовое кодовое слово выдается для каждого полученного информационного слова, где n - целое число, превышающее m, и выданные кодовые слова преобразуются в модулированный сигнал, и в котором последовательность информационных слов преобразуется в последовательность кодовых слов в соответствии с правилами преобразования таким образом, что соответствующий модулированный сигнал удовлетворяет заранее определенному критерию, и в котором кодовые слова распределяются, по меньшей мере, на группу первого типа и, по меньшей мере, группу второго типа, при этом выдача каждого из кодовых слов, принадлежащих группе первого типа, устанавливает первый тип состояния кодирования, определяемого связанной группой, выдача каждого из кодовых слов, принадлежащих группе второго типа, устанавливает второй тип состояния кодирования, определяемого связанной группой и информационным словом, связанным с выдаваемым кодовым словом, и, когда одно из кодовых слов присваивается полученному информационному слову, это кодовое слово выбирается из множества кодовых слов, которое зависит от состояния кодирования, установленного при выдаче предшествующего кодового слова, причем множества кодовых слов, принадлежащих состояниям кодирования второго типа, не содержат никаких кодовых слов совместно, а группа второго типа содержит, по меньшей мере, одно кодовое слово, связанное с множеством информационных слов, среди которых соответствующее информационное слово распознается обнаружением соответствующего множества, элементом которого является следующее кодовое слово

Изобретение относится к аналоговым вычислительным устройствам и может быть использовано для возведения значения сигнала в степень

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для создания оптических вычислительных систем
Наверх