Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ - Патент РФ 2117323
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ОПТИЧЕСКИЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к специализированной технике обработки оптических сигналов и может быть использовано при разработке оптических систем связи и обработки информации. Сущность изобретения состоит в том, что в устройство введены оптический усилитель, источник когерентного излучения, входной оптический разветвитель, оптические волноводы, оптический шифратор, вход оптического усилителя является входом устройства, а выход с помощью оптического волновода подключен к входу первого оптического элемента в группе из N последовательно соединенных оптических бистабильных элементов, входы которых оптически связаны через оптический входной разветвитель с выходом источника когерентного излучения, инверсный выход каждого из оптически бистабильных элементов подключен с помощью оптического волновода к входу последующего элемента в группе, а прямые выходы оптических бистабильных элементов подключены к соответствующим входам оптического шифратора, выходами оптического шифратора являются выходы разрешенных двоичных комбинаций, которые и являются выходами устройства. Техническим результатом заявленного изобретения является достижение быстродействия, близкого к потенциально возможному для оптического устройства. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2117323
Класс(ы) патента: G02F7/00, G06E3/00
Номер заявки: 94028431/09
Дата подачи заявки: 27.07.1994
Дата публикации: 10.08.1998
Заявитель(и): Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Главного маршала артиллерии Неделина М.И.
Автор(ы): Долгополый П.В.; Долгополый А.В.
Патентообладатель(и): Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Главного маршала артиллерии Неделина М.И.
Описание изобретения: Изобретение относится к специализированной технике обработки оптических сигналов и может быть использовано при разработке оптических систем связи и обработки информации.
Известны различные аналого-цифровые преобразователи (АЦП), использующие элементы электронной технологии [Гитис Э.И. и Пискулов Е.А. Аналого-цифровые преобразователи. - М.: Энергоиздат, 1991]. Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является интегрально-оптический АЦП [Семенов А. С. , Смирнов В.Л. и Шмалько А.В. Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации.-М.: Радио и связь, 1990], содержащий оптические бистабильные элементы (ОБЭ), полупроводниковый лазер, сигнальные электроды, электроды смещения, оптические усилители и компараторы.
Недостатки данных устройств являются сложность исполнения, а также низкое быстродействие, обусловленное необходимостью преобразования и обработки входных электрических сигналов.
Изобретение направлено на решение задачи синтеза оптического АЦП, обладающего простотой исполнения, позволяющего осуществлять обработку чисто оптических сигналов и имеющего быстродействие, близкое к потенциально возможному для оптических устройств. Подобная задача возникает при разработке быстродействующих оптических устройств для обработки информации, использующих в качестве информационных и управляющих сигналов только оптические сигналы.
Сущность изобретения состоит в том, что в устройство введены оптический усилитель, источник когерентного излучения, входной оптический разветвитель, оптический шифратор, вход оптического усилителя является входом устройства, а выход с помощью оптического разветвления подключен к входу первого оптического бистабильного элемента в группе из N последовательно соединенных оптических бистабильных элементов, входы которых оптически связаны через входной оптический разветвитель с выходом источника когерентного излучения, инверсный выход каждого из оптических бистабильных элементов подключен с помощью оптического разветвления к входу последующего элемента в группе, а прямые выходы оптических бистабильных элементов подключены к соответствующим входам оптического шифратора, которые являются входами группы оптических разветвителей, выходы которых образуют разрешенные двоичные комбинации на выходах оптического шифратора и являются выходами устройства.
На чертеже приведена функциональная схема оптического АЦП.
Оптический АЦП содержит оптический усилитель 1 (ОУ), источник когерентного излучения 2 (ИКИ), оптический разветвитель 3 (ОР), группу из N последовательно соединенных оптических бистабильных элементов 4i (ОБЭ), оптические волноводы 41i, 42i (ОВ), оптический шифратор 5.
Вход АЦП совмещен с входом оптического усилителя I, выход которого подключен к входу оптического бистабильного элемента 41 в группе из N последовательно соединенных ОБЭ 41 oC 4N. Выход источника когерентного излучения 2 подключен к входу оптического разветвителя 3, выходы которого подключены к входам каждого, кроме первого, ОБЭ 42 oC 4N.
Инверсный выход каждого ОБЭ 41 подключен с помощью оптического волновода 42i к входу последующего ОБЭ 4i+1 в группе ОБЭ 41oC4N, прямые выходы ОБЭ 4i подключены через оптические волноводы 41i к соответствующим входам оптического шифратора 5, которые являются входами группы оптических разветвителей, выходы которых являются выходами 5j оптического шифратора 5 и образуют разрешенные двоичные комбинации на выходе устройства.
Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии оптический сигнал на входе устройства отсутствует - на выходах АЦП сформирован нулевой код.
Аналоговый оптический сигнал определенной интенсивности A поступает через оптический усилитель 1 с коэффициентом усиления k1, выбранным из расчета компенсации потерь в оптических волноводах и оптических разветвителях, на вход оптического бистабильного элемента 41, имеющего по сравнению с другими ОБЭ 42 oC 4N наибольший порог срабатывания Δ1 (для обеспечения функционирования АЦП порог порог срабатывания каждого последующего ОБЭ 4i+1 по сравнению с порогом предыдущего 4i меньше на величину ΔI - шага квантования входного сигнала по интенсивности, равного Δ1N , где N - требуемое количество уровней квантования, определяемое из условия требуемой точности преобразования). Если интенсивность сигнала превышает порог срабатывания ОБЭ 41, на его выходе появляется сигнал, который по оптическому волноводу 411 поступает на 1-й вход оптического шифратора 5. Если интенсивность сигнала оказывается меньше порога срабатывания Δ1 , то входной сигнал проходит на инверсный выход ОБЭ 41 и далее поступает по ОВ 421 на вход следующего ОБЭ 42, который имеет порог срабатывания Δ2= Δ1-ΔI.
Если интенсивность поступившего оптического сигнала превышает порог срабатывания ОБЭ 42, то сигнал с прямого выхода ОБЭ 42 поступит по ОВ 412 на второй вход оптического шифратора 5, в противном случае сигнал с инверсного выхода ОБЭ 42 через ОВ 422 поступит на вход следующего ОБЭ 43 в группе ОБЭ 41 oC 4N и т.д. Порог срабатывания каждого ОБЭ в группе соответствует i-му уровню квантования по интенсивности входного аналогового сигнала и равен Δi= Δ1-(i-1)ΔI. Различие порогов срабатывания у одинаковых ОБЭ достигается увеличением интенсивности входного сигнала каждого, кроме первого, ОБЭ 42 oC 4N за счет сложения сигнала, поступающего на вход ОБЭ с дополнительным сигналом с выхода источника излучения 2 интенсивности (N-1)ΔIK2 (K2 - коэффициент усиления, выбранный из расчета компенсации потерь в оптическом разветвителе 3), сигнал интенсивности ΔI , равный требуемому шагу квантования, поступает на вход каждого ОБЭ 42 oC 4N. Таким образом, начальный порог каждого ОБЭ 42 oC 4N, равный Δ1= N·ΔI , будет уменьшаться на величину ΔI при прохождении сигналом очередного ОБЭ вследствие увеличения входного сигнала на величину ΔI в каждом ОБЭ, сигнал на входе ОБЭ 41 равен K1A, на входе ОБЭ 42-K1A+ΔI , на входе ОБЭ 43 - K1A+2DI и т.д.
Сигнал, прошедший по прямой выход одного из ОБЭ, соответствует определенному уровню квантования входного сигнала и поступает по оптическому волноводу 41i на i-й вход оптического шифратора 5. Для преобразования в цифровой (здесь - двоичный) код сигнал с входа оптического шифратора 5 поступает на вход соответствующего оптического разветвителя, откуда по оптическим разветвлениям поступает на выходы 5j оптического шифратора 5, являющиеся разрядами выходного кода АЦП, соответствующего мгновенному значению входного аналогового сигнала A (приведена схема оптического шифратора 5 для стандартного двоичного кода).
Максимальное время срабатывания АЦП τАЦП складывается из времени срабатывания оптического усилителя 1 τoy , максимального времени срабатывания группы из N ОБЭ, равного N·τ , где τ - время срабатывания ОБЭ ( τ ≈ τoy≈ 1012C ) и времени срабатывания оптического шифратора, которым можно пренебречь вследствие его малости. Отсюда τАЦП = 10-12 + N · 10-12 = (N + 1) · 10-12 и для 10-разрядного АЦП (N = 1024) не превышает 10-9C.
Формула изобретения: Оптический аналого-цифровой преобразователь, содержащий оптические бистабильные элементы, оптические волноводы, оптический усилитель, источник когерентного излучения, входной оптический разветвитель, отличающийся тем, что в него введен оптический шифратор, вход оптического усилителя является входом устройства, а выход оптического усилителя с помощью оптического волновода подключен к входу первого оптического бистабильного элемента в группе из N последовательно соединенных оптических бистабильных элементов, входы которых оптически связаны через входной оптический разветвитель с выходом источника когерентного излучения, инверсный выход каждого из оптических бистабильных элементов подключен с помощью оптического волновода к входу последующего оптического бистабильного элемента в группе, а прямые выходы оптических бистабильных элементов подключены к соответствующим входам оптического шифратора, выходами оптического шифратора являются выходы разрешенных двоичных комбинаций, которые и являются выходами устройства.