Мультиплексорный решающий усилитель
Изобретение может быть использовано в качестве аналогового .му;1ьти11лексора г ана. 1О1 овы.м или кодовы.м управлением, в качестве нрограммируе.мого peinaK)Hiero уси- ЛИТС.1Я и . iHHefiHO-cer.MeiiTHoi-o ашцхжсн.матора . В дву.кана, 1ьно 1 варианте изобретение может быть использовано для воспроизведения определяющи.х операций предикатной алгебры выбора и бесконечнозпачной логики. Це. ИзН) изобретения является расширение класса рен1аемы.х уси.жителем задач. Мультинлекеорный реп1аю1ций усилитель содержит операционный усилитель 1, ана/юговые релейные элементы (реляторы) 2 2.|, пергп ю 3 и вторую 4 группы маспггабных резисторов , информацноппые входы 5i 5.-,, вы.ход 6, обп1ИЙ унрав, 1ЯК)П1ИЙ вход 7, задающие (кодовые) управляющие входы 8| 8;. В качестве вненшего нсточпнка задаюпш.х панряжений может применен делитель И) напряжений. Каждый ана.чоговый ре.-1ейный элемент (ре.1ятор) сс);1ержи1 компаратор и переключатель, имеющш выход н информационные ВХОД.. Лостиженпе HOCTaB.iennoii цели обеспечепо за счет новых связей между э.пементами .1експрио1 о решпкнцего сп.1ите. 1я. (i и. 1. (Л
сд!) 4 G 06 G 7 12
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (> 3
-" * "4r;
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК, >
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4191036/24-24 (22) 05.01.87 (46) 30.07.88. Ьюл. Х> 28 (71) Специальное копструкторскос ()Iopo вычислительной техники Институты кио«рп«тики АН 3СС1 (72) 1. И. Волг!1п (53) 681.3 (088.8) (56) Голдсуорт Б.
Федорков b. Г. и др. Микроэлектроппые цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи. М.: Радио и связь, 1984, с. 28, рис. 9. (54) МУЛЬТИГ!ЛЕКСОРНЫЙ РЕШАЮ(ЦИЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение может быть использовано и каче«тве аналогового мультиплексоры с ыцылопи)ым или кодовым управлением, 13
13чсл.вс программируемого решыкнцего уси.1ит«,!я и линейно-сспм II1IIol ыппроксимато„„SU„„1413649 А 1
ð3. Б двухкапылши)м варианте изобретепие может быть использовапо для воспроизведепия опредс IHIolllffx опс раций прсдикытпой алгебры выборы и бескопечпозна !ной логики.
Целью изобретения является расширение классы решаемых усилителем задач. Мультиплексориый рсп1ыюп!ий усилитель co;lppiKHT операционпый усилитель 1, апалоговыс релейныс элементы (реляторы) 2! 2.1, псрвук)
3 и вторуK) 4 группы масштабных рсз!!«торов, и и форм (1 циои ill>l(. в хо !ы i) I ) „выход
6, O()lliIIH Vflp3B, 1ЯК)п!Ий 13%<) 7, 3;1 f31()IIIII« (кодовые) управлякнци«входы 81 8;. Б качестве впе!ппе(о If(so>1111113 за.ьыкнцих папряжений может быль примспсп делитель 10 панряжеиий. K
413649
1О единичная функция.
Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в качестве аналогового мультиплексора с регулируемым коэффициентом передачи в каждом канале, в качестве решающего усилителя с программируемым усилением, коммутатора входных сигналов, формирователя типовых и нетиповых линейноразрывных функций, аналогового релейного элемента (релятора) с регулируемым коэффициентом передачи по первому и второму переключательным входам, максимизирующего или минимизирующего амплитудного селектора с коэффициентом передачи большим и меньшим единицы и др.
1)ель изобретения — расширение класса реп1аемых усилителем задач.
На фиг. 1 приведена схема мультиII;IoKoJ>ðíoi.о решающего усилителя; на фиг. 2 схема аналогового релейного э.>емент11; на фиг. 3 — схема включения ре1111>к>п1его усилителя при его работе в качестве операционного релейного элемента; на фиг. 4 схема включения при работе в качестве усилителя с программируемым коэффициентом передачи; на фиг. 5 — — схема
Включения при работе в режиме функциоIl1l ll>IIoI о линейносегментного аппроксиматора; на <1>иг. 6 — схема включения при работе в режиме а м ил итудн ы х селекторов.
1Чультиплексс>рный решаю1ций усилитель (фиг. 1) содержит операционный усилитель (ОУ) 1, аналоговые релейные элементы (реляторы) 2i -2i, перву10 3 и вторую 4 группы мас1птабных резисторов, информационные
IIxo;IJ>l 5i 5-„выход 6 (выход операционногo усилителя 1), общий управляющий вход 7 рс п1ак>п1еl о усилителя, входы 81 81 задания
<нц)рных 1гапряжении, выходы 9i---94 KoMIIaратор»н аналогoBhlx релейных элементов (релят<>р1>В) 2i 21. В качестве внешнего исто IIIJIKJI >адик>щих напряжений может быть
11римсщ ll цлитель 10 напряжений Е1 и Е .
Кaж.1ый LIJI I.Ioãoвый релейный элемент (фиг. 2) содержит компаратор 11 и переключатель 12, имеющий выход 13 и информационные входы 14 и 15.
Работа мультиплексорного решаю>цего усилителя осуществляется следующим образом.
На входы 8„где i= l 2,...,n — 1 (для фиг. 1 t)=5), подаются опорные напряжения х;, на общий управляющий вход 7 подается 1 la и ряже I>HE
Н а пряже HHO lia выходе переключателя первого а11алогового релейного элемента (релятора) 2i Определяется выражением: 1=Уill.. i- - )+У7(х
I;L< У1 и У вЂ” напряжения На первом 14 и Втором 15 информационных Входах переклк)чателя ре»JIK>))a 21, Il нри J)0
L0 при Л(0 (5
3(3
Напряжение Iia выходе переключателя
1-го релятора 2, ilJ-г — х) 1-У ; 71- — х ), где у, 1 напряжение на втором информационном входе переклк)чателя J -го аналогового релейного элемента (при i=-1 напряжение z Пусть задающие напряжения х1-=х>( (xi(xi (например, напряжение снимают с выходов делителя 10 напряжения, как это показано на фиг. (6). Тогда при х(х1 (при l(xi — х) =1), переключатели !2 всех аналоговых релсйных элементов 2, находится в верхнем (по фиг. 2) положении, т. е. к инвертирующему входу операционного усилителя 1 подключены первь1е масштабные резисторы первой 3 и второй 4 групп, что соответствует JJpoxoac;Lei 5, peILJaioJJLel усилн геля. Аналоговое управление мультиплексорным решающим усилителем осуществляется изменением напряжения л на общем управляющем входе 7 при заданной IJIKaëå х1( (x>(...(õ„ i задающих напряжений х„ формируемых автономно (фиг. la) или с помощью делителя 10 напряжения (фиг. 1б). При х1(л(х> переключатель 12 первого релятора 2i (l(xi- — х) =О) находится в нижнем (по фиг. 2) положении, а переключатели остальных аналоговых релейных элементов находятся в верхнем (Iio фиг. 2) Iloложении (l(x,— х) =1 при i = — 1), т. е. к входу OY 1 подключены масштабные резисторы 3> и 4 второго канала, что соответствует прохождению сигнала второго входа 5> решак>щего усилителя. При xi(x(xi переключатели 12 аналоговых релейных элементов 21 и 2 находятся в нижнем, а переключатели аналоговых релейных элементов 2,1 и 21 — в верхнем положениях (проходит сигнал из третьего кан1>ла) . При л i(x(x и х>(х на выход решающего ус илителя проходят соот1ц тстве и lго си пi ал ы U1 и U с четв«ртого 5i и 11ятого 5;, информационных ВХО,Ц>В. Возможно также кодовое управление коммутацией каналоВ. При кОдОВОм управлении переменная х фиксируется (x=5 опИ), а выбор за,1анного канала (входа) осущесгвляется подачей на задающие входы 8, требуемом комоинации х;, х> л,>...х, iл, огичесKJix сип1алов, где сигналы х, принимают два значения х,(х,)л — «1») или х> «О». Управ, ц ние осуществляется в соответствии с нижеприведенной таблицей, в которой х>==I1х,— х) Одна из рабочих кодовых комбинаций может быть использована в качестве блокировочной (запрет). Для этого информационный вход, соответствующий блокировоч1ц>й кодовой комбинации, заземляется (при подаче управляю>цих сигналов, соответствующих блокировочной кодовой комбинации, сJ .J JIa.iI на выходе устройства отсутствует). 14! 3649 Выходной Кодовая комбинация КаК11) 2>КЬ> сигнал I- » к,к к,х, 1 2 3" (Х»X X X 0111 10 001 1 0001 X»X X Х.(0000 >, X2ХЗХ4 Рассмотраим некоторые другие типовые применения мультиплексорного решающего 35 усилителя по фи г. . Для наглядности положим n=2 (фиг. 3— решающий усилитель содержит о:!ин аналоговый релейный элемент 2). На фиг. 3 входы компараторов ана10гового релейного элемента обозначены буквами а и в, так как в общем случае в нем может быть использован дифферецциальный (а=1, в= — 1 или а= — I, в=1), инвертирующий (а=в= — I) или неинвертирующий (а=в=1) компаратор. Схема по фиг. 3 является операционным релятором, воспроизводящим определяющие операции предикатной алгебры выбора — предикатные дизъюнкцию (а=1, в= = — ) и конъюнкцию (а= — I, в=1): 2 =К2,Г/ /(ах(+ох)+К(U(l(1 — l(ax(+bx)(, где К(= — R2(/RI(; К2= — R22/R(2 — весовые коэффициенты; RI1 и R2(— соответственно сопротивления масштабных резисторов 3(и 4(, Р(и R>2 — сопротивления масштабHbIx резисторов 32 и 42, В частном случае, при х=0 (общий управляющий вход 7 заземлен) в качестве кодового признака может быть использована полярность сигналов x(x;)0, х,(0). Кодовое управление возможно также и по 20 общему управляющему входу 7. Для этого переменную х необходимо формировать с помощью цифроаналогового преобразователя. С I»ol1oBo(o в»!хода (8(>(xo1!>(9(9() OHH мается код х(, х, х,(, х(, индицирукнций в соответствии с таблицей номер включенного канала. Требуемый коэффициент передачи S,= =/4;/R(, в каждом канале устанавливается автономно (R(, и /»2, -- сопротивления мас- 30 штабных резисторов первой 3 (R(;) и второй 4 (R2> групп, соответствующих i(=ìó каналу). а и Ь вЂ” знаковые коэффициенты, принимающие значения «0» или «!». В отличие от известных аналоговых релейных элементов операционный ре !Ha oI) (фиг. 3) воспроизводит операцик) извен(енного альтернативного выбора од(кой нз двух переменных U(или U2 Г1ри U(=U2>=...=U„(I)xoды 5(.,) . 5;, 5( соединены) приходим к схеме решаю(него усилителя с программируемым коэффи(цц итом передачи S; (фиг. 4). При U(=U2>=...=U„=x (вх()дь(5(, 5, 5(, 5(и 7 соединены) приходим и схеме функционального линейносегментного анпро ксиматора (фиг. 5). Здесь наклон аппроксимирующих кривых в интервалах (— »x>, л(). (<(. х ), (л >, л (),...,(х„, х„(), (х„,, »)o) устанавливается заданными коэффицие ITàми S>. Если в двухканальном му.(I>THI(лексорIlox1 решающем усилителе (и=!) но фиг. 1а положить !7(=л (вход 5(соединен с инвертирую(цим входом компаратора аналогового релейного элемента 2() с>2=.< i (вход 5> соединен с неиHâåðòèðóþ(öHм вxoëox(компаратора 8(аналогового релейного элемента 2() и U(—— л((Bxo.(, 5(соединен с входом 8(), с> =л (вход 5> соединен с входом 7), то приходим соответственно к схемам по фиг. ба, б, воспроизводящим определяющие операции бесконечнозначной (непрерывной) логики: К.2. 1 » =-(= — — макс (U(, (l,) 22>= — — мин (U(, U >) . Ri R.1 Схемы по фиг. 6 являются операционными максимизирующими (фиг. ба) и мини. м изи рующим и (фиг. бб) ам Ilëитудны м и селекторами, воспроизводящими операцию выделения меныпей (фиг. ба) и боз!ьц(ей (фиг. бб) переменной из двух сигналов с Нх умножением на весовой коэффициент К вЂ” К (R1,°,(° ц К1 К К12 ° Кх К =К„. Формула изобретена» Мультиплексорный решающий усилитель, содержащий операционный усилитель, выход которого является выходом решающего усилителя, и масштабных резисторов первой группы, первые выводы которых являются соответствую!цими и информационными âxîдами решающего усилителя, и масштабных резисторов второй группы, первые выводы которых объединены и подключены к выходу операционного усилителя, а вторые выводы соединены с вторыми выводами соответствующих масштабных резисторов первой группы, и и — I аналоговых релейных элементов, каждый из которых выполнен в виде компаратора, подключенного выходом к уп141364 59 53 5z 5! CIDER>2.1(а) 7Ч В 2 1 айаг.2 равляющему входy переключателя, выход переключателя -го (i=1, n — 2) аналогового релейного элемента соединен с первым информационным входом переключателя (i+ +1) -го аналогового релейного элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в нем объединенные вторые выводы первых масштабных резисторов первой и второй групп соединены с первым информационным входом переключателя первого аналогового релейно- 10 го элемента, а объединенные выводы 1-х (j=2, n) масштабных резисторов первой и второй групп подключены к вторым инфор9 6 мационным входам переключателей соответствующих (j — 1) -х аналоговых релейных элементов, выход переключателя (и — 1) -го аналогового релейного элемента соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, первые входы компараторов всех аналоговых релейных элементов объединены и являются управляющим входом решающего усилителя, а вторые входы компараторов аналоговых релейных элементов являются соответствующими входами задания опорных напряжений решающего усилителя. l 4 L 3649 z а1 риг. б Составитель A. Мас.зон Ре:гактор 1. ГIчолинская Текред И. Верее Корректор Л. Г!атай Заказ 3788/53 Тираж 704 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5 Г1роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
