оптический функциональный преобразователь

Формула изобретения

ОПТИЧЕСКИЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий оптический разветвитель, отличающийся тем, что, с целью упрощения преобразователя и повышения точности преобразования, оптический разветвитель выполнен в виде набора из N оптических волокон, входы которых являются входами преобразователя, а каждое i-е (i = 1, ..., N - 1) волокно разветвлено на два, выходы первых ответвлений N оптических волокон являются выходами преобразователя, второе ответвление каждого i-го оптического волокна объединено с (i + 1) = м оптическим волокном до участка его разветвления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при преобразованиях код - аналог в оптических вычислительных машинах.

Известны оптические функциональные аналого-цифровые преобразователи (АЦП), принцип действия которых основан на использовании интерферометрических электрооптических модуляторов. Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному является быстродействующий АЦП, содержащий входной оптический разветвитель, группу модуляторов интерферометрического типа, группу усилителей и компараторов. Недостатками данных АЦП являются их сложность и погрешности преобразования, возникающие при использовании когерентного потока за счет неизбежных его фазовых искажений.

Цель изобретения - упрощение преобразователя и повышение точности функционального преобразования за счет использования некогерентного светового потока.

Цель достигается тем, что оптический разветвитель преобразователя выполнен в виде набора N оптических волокон, каждое из которых разветвляется на два, причем входы оптических волокон являются входами преобразователя, выходы первых ответвлений - выходами преобразователя, а второе ответвление каждого волокна (кроме N-го) объединено по входу с соседним волокном до участка его разветвления.

На чертеже представлена функциональная схема предложенного преобразователя.

Преобразователь содержит N оптических волокон 1,2,...,N, каждое из которых (кроме N-го) разветвляется на два 1₁,1₂; 2₁,2₂;...; (N-1)₁, (N-1)₂. Входы волокон 1,...,N являются входами преобразователя, выходы ответвлений 1₁,..., (N-1)₁, N - выходами преобразователя, выходы вторых ответвлений 1₂, . . ., (N-1)₂ объединены по входу с соседними волокнами 2,..., N до участка их разветвления.

Предложенный оптический функциональный преобразователь осуществляет преобразование N-разрядного кода, поступающего на вход преобразователя, в оптический аналоговый сигнал. Действительно при поступлении кодовой последовательности P₁, ...,P_N в виде набора световых импульсов интенсивности 2^N условных единиц (усл. ед.) (наличие импульса - Р_i = "1", отсутствие - Р_i = "0") на вход устройства осуществляется следующее преобразование кода (старший разряд которого P₁ поступает на вход N-го волокна). Световой импульс, поступающий на вход i-го волокна, через ответвления i₂, (i+1)₂,..., (N-1)₂ проходит на выход N-го волокна, уменьшаясь по интенсивности (за счет разветвления в каждом волокне на два) в 2^(N-i) раз. На выходе N-го волокна таким образом формируется оптический сигнал S_N, интенсивность которого равна сумме импульсов, прошедших на выход со всех входов преобразователя и соответствующим образом уменьшенных:

S_N = 2^N (P_N 2^-N+ P_N-1 2^-(N-1) +

+ ...P_j 2^-j +... P₁ 2⁰) = P_N 2⁰ +

+P_N-1 2¹ +... P_j 2^N-j + ... P₁ 2_N; т.е. S_N - аналоговая форма кода P₁, . ..,P_N. Если интенсивность кодового импульса не 2^N усл. ед., а 1 усл. ед., то S_N представляет собой аналоговую форму дроби, код которой поступает на вход преобразователя, причем старшим разрядом является уже P_N (старший разряд поступает на вход первого волокна). Дополнительным достоинством предложенного преобразователя является то, что на выходе каждого i-го волокна образуется аналоговый сигнал S_i, соответствующий i-разрядному коду, поступившему на входы оптических волокон 1,...,i, т.е. одновременно осуществляется аналоговое преобразование N-1 кодов с разрядностями от 2 до N.