Трехальтернативный аналоговый компаратор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении быстродействующих помехозащшценных систем автоматического управления и контрольно-измерительных систем. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства и расширение его функциональных возможностей. Для достижения этой цели в устройство, содержащее двухальтернативный аналоговый компаратор 1, тактовьй генератор 2, счетчики 3 и 4, дополнительно введены два дешифратора 5 и 6, распределитель 7 импульсов, элементы ИЛИ 8, 9 и 10, два триггера 11 и 12 и элемент 13 задержки. Устройство вырабатьшает одно из трех решений альтернативы относительно входных сигналов X и Y. Решение вырабатывается согласно алгоритму , приведенному в описании изобретения , где также приведен пример построения распределителя импульсов. 2 ил., 2 табл. S (Л

СВОЗ СОНЕТ(НИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51} 4 Н 03 К 5/24, G 05 В )/01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! - s

g выхпд (21) 4126999/24-21 (22) 30.09.86 (46) 07.!0.88. Бюл. Р 37 (71) Харьковский государственный университет им. A.M.Ãîðüêoãî (72) В.А.Добрыдень, Н.И.Литвинец, II.Д.Литвинец, В.А.Фильштинский и Б.С.Элькин (53} 621 374.83 (088.8) . (56} Авторское свидетельство СССР

У 421975, кл. G 05 В 1/01, 10.07.72. (54) TPEXAJibTEPHATHBHbiA АНАЛОГОВО

KOMIIAP ATOP (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении быстродействующих помехозащищенных систем автоматического управления и контрольно-измери„„SU „„14293(}6 А I тельных систем. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства и расширение его функциональных возможностей. Для достижения этой цели в устройство, содержащее двухальтернативный аналоговый компаратор 1, тактовый генератор 2, счетчики 3 и 4, дополнительно введены два дешифратора 5 и 6, распределитель 7 импульсов, элементы ИЛИ 8, 9 и 10, два триггера 11 и 12 и элемент

13 задержки. Устройство вырабатывает одно из трех решений альтернативы относительно входных сигналов Х и 7.

Решение вырабатывается согласно алгоритму, приведенному в описании изоб" Я ретения, где также приведен пример построения распределителя импульсов.

2 ил., 2 табл.

С:

1429306

Обозначение решения

Решение

Х 4.Y

Х Y

Изобретение относится к импульсНой технике и может быть использовано при построении быстродействующих

Помехоустойчивых систем автоматичес5 кого управления и контрольно-измери-, тельных систем.

Цель изобретения — повьппение быстродействия и расширение функциональных возможностей. 1Î

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого компаратора; на фиг.2 — распределитель импульсов.

Трехальтернативный аналоговый

Компаратор содержит двухальтернативI ный аналоговый компаратор 1, стробирующий вход которого .соединен с вы ходом тактового генератора 2 и входом первого .счетчика 3, а выход — с

Входом второго счетчика 4, при этом 20

Выходы счетчиков 3 и 4 подключены соответственно, через первый 5 и второй 6 дешифраторы к входам распреде лителя 7 импульсов, первый и второй Выходы которого соединены с входами 25 первого элемента ИЛИ 8, второй и тре тий выходы — с входами второго эле мента ИЛИ 9, выход которого подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ 10, второй вход которого сое- 30 динен с выходом первого элемента ИЛИ

1f н

8, а выход — с входами установки в 0 первого 3 и второго 4 счетчиков, причем первый и третий выходы решающего блока подключены, соответственно, к нулевым входам первого триггера ll и второго триггера 12, единичные входы которых соединены, соответственно, с выходами второго 9 и первого 8 элементов ИЛИ, а выход тактового гене 0 ратора 2 подключен иерез элемент 13 задержки к стробирующему входу ðàñпределителя 7 импульсов, причем выходы триггеров ll и 12 являются выходами устройства;

Одно из трех решений альтернатив относительно .входных сигналов Х и 7,, вырабатываемых компаратором, представлено в табл.1.

Таблица l 50

Решение вырабатывается согласно следующему алгоритму. Периодически осуществляется проверка условия

Х Y (1) причем максимальное число п проверок заранее фиксировано, После каждой проверки фиксируется число 1 проведенных проверок и число К, тех из них, в которых условие (1) выполнено.

Назовем пару (i, Kf,) состоянием и обозначим его через S. В множестве всех возможных состояний заранее выделяют три непересекающихся множества Кп, R и R называемых решающими.

После фиксации очередного состояния проверяются условия

SERp у SGRp y Sc Rb . (2)

При выполнении одного из них формируется решение, совпадающее с индексом решающего множества, фигурирующего в этом условии, и устройство возвращается в исходное состояние

S = (О О), за исключением триггеров, фиксирующих принятое решение.

Если ни одно из условий (2) не выполнено, осуществляется очередная проверка условия (1) и т.д. Естественно, решающие множества должны быть выбраны так, чтобы решение было принято при i 4 п, Пример. Пусть n = 8, а решающие множества заданы табл.2.

Незаштрихованная клетка табл.2 на пересечении i-го столбца и К -й строки представляет состояние (i, КД накрест перечеркнуты состояния, которые не могут быть достигнуты, так как решение будет принято раньше.

Т а б л и ц а 2

1429306

Решающие множества таблицы взаимно однозначно соответствуют следующему правилу выработки решения (Г = 3, о о

Г =5);

:М вЂ” при К„<Г, (K„= О, 1, 2)1 (3)

Р— при Г К„(Г (К„ 3, 4, 5); (4)

Б — при K ) Г (К„= 6, 7, 8), (5) причем как только после i-й проверки условия (1) оказывается, что то или иное из условий {2) будет выполнено при i=n.íåçàâèñèìî от результатов остальных n-i проверок условия (1), устройство формирует соответствующее решение.

Решающие множества выбираются в зависимости от характера случайных помех, последствий ошибочных решений разного рода и т.д. Можно, в частности, выбрать одно из цих пустым, превратив, тем самым, устройство в двухальтернативный компаратор (например, при Rp= ф исключается. решение Р).

Компаратор 1 при подаче импульса на его стробирующий вход формирует импульс на выходе только при выполне. нии в это время условия (1).

Счетчики 3 и 4 — это обычные двоичные накапливающие счетчики импульсов с коэффициентом пересчета, не меньшим числа и. В счетчике 3 формируется величина i, а в счетчике 4— величина К

Если одно из условий (2) выполняется, распределитель 7 импульсов пропускает импульс, поступающий на

его стробирующйй вход, на соответствующий выход.

Окончательный результат сравнения (выработанное решение), фиксируемый в предлагаемом устройстве с помощью триггеров ll и 12, присутствует на

его выходе непрерывно и может быть. использовано в любой момент.

Исходя из решающих множеств, задаваемых условиями (3) — (5) и представленных в табл.2, можно записать условия формирования импульса на одном из выходов распределителя 7 импульсов в следующем виде: на выходе M — при (S = (6,0)Ч

Ч(Я= (7, 1 ) V(S= (0, 2); (6) на выходе Р— при ((л.=б)Ч(i=7)V

V(i=8) ) Д(К =3) ч(8=(7,4) ) V(S=(8,5) ); (7) на выходе Б — при ((i=6)V(i=7)V

Ч (1=8) ) Л(1. =6 ) . (8) 10

При n = 8 достаточно трех разрядов счетчиков 3 и.4. Действительно, ни одно из состояний, в которых i O, что соответствует исходному состоянию устройства, не может принадлежать решающим множествам (именно поэтому соответствующие состояния не показаны в табл.2) ° Ввиду этого нулевое состояние счетчика 3 можно рассматривать как код числа i = 8. С учетом этого (т.е., при замене условия i=8 на i=O), распределитель 7 импульсов, работающий в соответствии с условиями (6) - (8), может иметь структуру, показанную на фиг;2, где 14 — lб— элементы ИЛИ, 17 — 26 — элементы И.

В общем случае задание решающих множеств однозначно определяет условия вида (6) — (0), проверку которых осуществляет распределитель 7 импульсов, синтезнруемый согласно этим условиям одним из известных ме" тодов. При необходимости регулиро-: о вать величины и, Г,, Г распределитель 7 импульсов может содержать соответствующие коммутаторы. Элемент

13 задержки задерживает импульсы на . время, достаточное для срабатывайия

30 счетчика и дешифратора.

Компаратор работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 3 . и 4 и триггеры 11 и 12 установлены

ЗБ в "0", т.е ° имеют состояние (О; О), которое не может, очевицно, принадлежать решающему множеству, ввиду чего стробирующие импульсы на выходы . распределителя 7 импульсов не прохо40 дЯт.

Каждый выходной импульс тактового генератора 2 поступает в счетчик 3, а также, в случае выполнения условия (1) в момент подачи этого импульса, 4s в счетчик 4, т.е. в счетчиках 3 и 4 формируются, соответственно, значения величин i и К

После первого тактового импульса (после первого сравнения) возникает состояние (1,0) либо состояние (1,1) (табл.2). При проведении следующего сравнения, т.е. при увеличении 1. на единицу со следующим тактовым импуль". сом, текущее состояние в табл.2 смещается либо на одну клетку вправо (если условие (1) не выполняется в этом такте), либо вправо и вниз ! по диагонали (если условие (1) в этом такте выполняется). Следователь5 14 но, траектории процесса накопления результатов отдельных сравнений, прослеживаемые по табл.2, являются моно" тонно невозрастающими. Рано или поздно такая траектория приводит в одно из состояний, принадлежащих какомуто из решающих множеств. Пусть это будет, например, множество R„, При этом импульс с выхода тактового гене. ратора 2, задержанный элементом 13 .задержким пройдет на выход И распре-, ;делителя 7 импульсов и далее через

;элементы ИЛИ 8 и 10, устанавливая

:триггер ll в "0", а триггер 12 — в ."1" (это сочетание состояний триггеров кодирует решение M) и возвращая счетчики 3 и 4 в нулевое исходное состояние.

Если траектория процесса сравнений достигает множества Rp, то импульс возникает на выходе P распре. делителя 7 импульсов. В результате., оба триггера 11 и 12 будут установлены в "1" (это сочетание их состояний кодирует решение P), а счетчики 3 и 4 возвращены в нулевое исходное состояние.

Наконец, в случае достижения траекторией одного из состояний множества К,. возникает импульс на вы" ходе Б распределителя 7 импульсов, благодаря чему триггер 11 будет установлен в "1", а триггер 12— в "0" (что является кодом решения Б), счетчики 3 и 4 возвращаются в исходное нулевое состояние.

Выигрыш в быстродействии по сравнению с известным устройством зависит от выбора решающих множеств. Так, если в рассмотренном примере принять

Г = Г = 4, выигрыш в быстродействии значительно возрастает - в ряде случаев решение можно будет принимать уже при i 5 (без уменьшения помехоустойчивости).

29306 6

Ф о р м у л a и з о б р е т е н и я

Трехальтернативный аналоговый

5 компаратор, содержащий два счетчика и стробируемый двухальтернативный аналоговый компаратор, информацион" ные входы которого являются входами устройства, стробирующий вход подключен к выходу тактового генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, в него введены два дешифратора, распределитель импульсов, три элемента ИЛИ, два триггера и элемент задержки, причем счетный вход первого счетчика подключен к выходу тактового генератора, а счетный вход второго — к выходу стробируемого двухальтернативного аналогового компаратора, выходы первого и второго счетчиков соединены соответственно с входами первого и второго дешифра25 торов, подключенных выходами к входпм распределителя импульсов, стробирующий вход которого подключен через элемент задержки к выходу тактового генератора, первый выход расЗо пределителя импульсов соединен с нулевым входом первого триггера и пер. вым входом первого элемента ИЛИ, второй выход " с вторым входом первого и с первым входом второго эле" ментов ИЛИ, а третий выход — с нуле" вым входом второго триггера и вторым входом второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ подключен к единичному входу второго триггера и первому входу третьего элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ вЂ” к единичному входу первого триггера и второму входу третьего элемента ИЛИ, подключенного выходом к входам уста45 новки в "0" первого и второго счет" чиков .

1429306

Составитель. Н.Маркин

Редактор H,Òóïèöà Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Заказ 5143/55

Тираж 929 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рау иская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4