Оптоелектроний годинник

Міністерство освіти і науки України

Вінницький державний технічний університет

Факультет функціональної електроніки та лазерної техніки

Кафедра лазерної та оптоелектронної техніки

Оптоелектронний годинник

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни:

“Оптоелектронна схемотехніка”

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

Виконали: ст. гр. ЛОТ-00 Клімкіна Д.І.

Бойченко І.Є.

Прийняв: Кожем’яко В.П.

2003

АНОТАЦІЯ

В даній роботі розглянуто основний принцип роботи оптоелектронного годинника, побудованого на базі логічних оптоелектронних схем. Ччасові діаграми роботи та функціональна схема годинника представлені за допомогою креслень, виконаних в КОМПАС 3D LT 5.11.

АННОТАЦИЯ

В данной работе рассмотрен основной принцип работы оптоэлектронных часов, основанного на логических оптоэлектронных схемах. Часовые диаграммы работы и функциональная схема часов представлены с помощью чертежей, выполненных в КОМПАС 3D LT 5.11.

the SUMMARY

In the given work the main principle of work оптоэлектронных the hours, based on logic оптоэлектронных circuits is considered. Hour diagrams of work and a function chart of hours are submitted with the help of the drawings executed in the COMPASS 3D LT 5.11.

ЗМІСТ

Вступ

1. Будова оптоелектронного годинника ......……………………………………………

2. Принцип роботи оптоелектронного годинника.........................................................

3. Установка оптоелектронного годинника....................................................................

4. Корекція часу в оптоелектронному годиннику

4.1. Ручний режим корекції часу………………………………………………………..

4.2. Автоматична корекція часу…………………………………………………………

5. Конструктивне виконання оптоелектронногогодинника......................................

6. Формула винаходу...........................................................................................................

7. Висновки.............................................................................................................................

Додатки

ВСТУП

Оптоелектронна схемотехніка – порівняно молоде науково-технічне направлення. Вона розширилась за останні 10-15 років у зв’язку з новими досягненнями в технології виробництва оптоелектронних елементів (в тому числі в інтегральному виконанні). Це призвело до значному прогресу оптоелектронної елементної бази в різних технічних приладах та системах.

Першочергово багато спеціалістів називали оптоелектронікою порівняно вузьку область науки та техніки, в яку включались лише фотоприймачі та світловипромінювачі. Оптрони розглядалися як пасивні кола, основним призначенням яких рахували гальванічну розв’язку електричних кіл. Однак успіхи, які досягненні в останній час в цій області, змінили поняття оптоелектроніки. З’явилися терміни „функціональна оптоелектроніка”, „багатофункціональні оптоелектронна модулі”, тощо. Таким чином, в наш час оптоелектроніка стала самим багатогранним науковим направленням, області застосування якої в техніці, біології, медицині, тощо.

Ідея застосування світлового потоку в якості носія інформації виникла більш ніж ста років тому. Вона бере свій початок з 1864 року, коли Д.Максвел вперше показав електромагнітну природу світлових коливань. Використання світлових випромінювань в технічний пристроях стало більш очевидним, коли в 1973 р. У.Сміт відкрив внутрішній та зовнішній фотоефект. У 1917 р. А.Ейнштейн сформулював умови вимушеного випромінювання; у 1940 р. В.Фабрикант знайшов властивість підсилення випромінювання при проходженні його через речовину. Когерентна опто-електроніка свій розвиток отримала дякуючи відкриттю у 1947 р. Д.Габором голографії, де були вперше сформульовані методи фіксації зображення об’єкту. Радянський вчений В.Денисов вперше отримав кольорове зображення об’єкту. Когерентна оптоелектроніка почала інтенсивно розвиватися з 1954 р., коли радянські вчені А.Прохоров та Н.Басов створили вперше зразки лазеру (починаючи з 1960 р. розроблюються різні типи лазерів: газові, твердотільні, напівпровідникові). З 1970р. створюються світло випромінюючі та фото приймальні діоди, в яких застосовуються ефекти інжекційної електролюмінісценції (дата відкриття ефекту – 1956 р.) та лавинні ефекти напівпровідникових діодів. Оптоелектронна дискретні компоненти (світловипромінювачі, фотоприймачі, оптрони, тощо) були розроблені та удосконалені С.В.Свечніковим, Ю.Р.Носовим, Є.І.Адировичем, В.А.Гороховим та іншими радянськими вченими. Досліджуванню принципів багатофункціональної оптоелектронної схемотехніки (некогерентної) посвячені роботи В.П.Кожем’яко та О.Г.Натрошвили, початі ще у 1972 р.

Можна бачити два основних направлення оптоелектроніки: когерентну (на базі застосування лазерної техніки) та некогерентну (на базі напівпровідникових світловипромінювачів та фотоприймачів). Ці два направлення доповнюють один одного та мають спільну ціль – створити пристрої, які працюють на оптико-електронних чи електронно-оптичних принципах, де при зберіганні, обробці та передачі інформації використовуються електричні заряди разом з електрично нейтральними фотонами.

Застосування оптоелектронної схемотехніки відкриває широкі можливості у підвищені ефективності ряду спеціалізованих інформаційно-вимірювальних та обчислювальних пристроїв. Саме х цих позицій висока комунікабельність та завадозахищеність схемотехніки функціональної оптоелектроніки вказує на нові перспективи при організації однорідних обчислювальних середовищ у вигляді „операційних екранів” – спец процесорів для обробки зображень з розширеними інтелектуальними властивостями обчислювальної техніки. Таким чином, оптоелектронна схемотехніка досягла рівня розвитку, який дозволяє будувати різні структури з розширеними функціональними можливостями, зберігання та обробку великих масивів інформації. Наявність фотонного зв’язку оптичної ланки дозволяє значно підвищити щільність інформації в каналі зв’язку, його швидкодія, завадозахищеність функціональних елементів та вузлів, їх схемотехнічну гнучкість та надійність.

В системах, де існує щільний зв’язок людини з інформаційно-обчислюваними пристроями, індикації інформації принципово необхідна для швидкого сприйняття людини, зчитування та внесення коректування у процес керування. В зв’язку з цим дуже актуальна задача побудови таких пристроїв вимірювальної, обчислювальної та керувальної техніки, де процеси вимірювання, запам’ятовування, перетворення та обробки сигналів, які супроводжуються також візуальною індикацією. Подібні пристрої повинні бути реалізовані на елементах оптоелектронної схемотехніки. Такими елементами являються некогерентні оптрони з пам’яттю суміщення функцій перетворення, зберігання та візуальної індикації в одному елементі дає реальну можливість створення на їх основі інформаційно-вимірювальних та обчислювальних структур, які відмінні новими функціональними можливостями. Вони характеризуються високими критеріями ефективності, мінімальними апаратурними затратами та високою швидкодією по відношенню з електронними (не оптоелектронними) пристроями та пристроями аналогічного призначення.

Дуже важливо та цікаво з точки зору теорії функціонування являється задача використання оптоелектронної схемотехніки для побудови багатофункціональних модулів у монолітному чи гібридному виконанні. Їх велике теоретичне і практичне значення заключається у тому, що ці не когерентні оптоелектронна модулі при вимірюванні зовнішніх збуджуючих умов, але без індикації з запам’ятовуванням виконують також аналогово-цифрові та цифроаналогові перетворювачі, додавання, зсув, перерахування....(сукупність цих властивостей визначає примусову багатофункціональність оптоелектронних пристроїв).

Діапазон застосування оптоелектронної схемотехніки дуже широке. Але, щоб впровадження будь-якого із оптоелектронних пристроїв в тій чи іншій сфері було економічно доцільним, необхідно ґрунтовний аналіз наукових та інженерно-конструкторський пророблень.

ОПТОЕЛЕКТРОННИЙ ГОДИННИК

Цей винахід відноситься до інформаційно-вимірювальної техніки і може бути використаний для створення електронного годинника з псевдострілковою індикацією колективного та індивідуального використання. Ціллю винаходу являється зниження потужності споживання, підвищення ергономічних