Устройство для воспроизведения гистерезисных функций
Изобретение может быть использовано в качестве (N+1)-стабильного триггера с импульсным управлением, для квантования электрических сигналов, для воспроизведения сложных линейно-изломных-разрывных гистерезисных функций. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство содержит N аналоговых релейных элементов, каждый из которых выполнен в виде компаратора, выходам соединенного с управляющими входами первого и второго переключателей, причем выход первого переключателя I-го (I=1...N-1) аналогового элемента соединен с первым информационным входом переключателя (I+1)-го аналогового релейного элемента, первый входы компараторов всех аналоговых релейных элементов объединены и подключены к управляющему входу устройства. Выход первого переключателя каждого аналогового релейного элемента присоединен к второму входу компаратора. Первый и второй информационные входы переключателя первого аналогового релейного элемента и вторые входы всех остальных соединены с шинами задающих напряжений, а входы первых переключателей всех аналоговых релейных элементов соединены с источниками опорных напряжений. Перепрограммирование устройства на заданную функцию осуществляется соответствующим выбором опорных напряжений и сигналов, подаваемых на информационные входы, и/или заданной комбинацией соединений входных выводов устройства. 13 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) 06 С 7/25 уудИЗКЦ
11 РД@ TB .811 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1Б," Д,1 i F..
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4481125/24-24 (22) 13.09.88 (46) 30.09.90. Бюл. № 36 (71) Специальное конструкторское бюро вычислительной техники Института кибернетики АН ЭCCP (72) Л.И.Волгин и О.Б.Булдаков (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1288723, кл . G 06 G 7/25, 1985.
Авторское свидетельство СССР № 1300507, кл. G 06 G 7/25, 1985. (54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ
ГИСТЕРЕЗИСНЫХ ФУНКЦИЙ (57) Изобретение может быть испольэованов качестве (И+1)-стабильного триггера с импульсным управлением, для квантования электрических сигналов, для воспроизведения сложных линейно-изломных-разрывных гистерезисных функций. Цель изобретения— расширение функциональных возможностей. Устройство содержит N аналоговых релейных элементов, каждый из которых выполнен в виде компарато- . ра, выходом соединенного с управляющими входами первого и второго пеИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для воспроизведения сложных линейно-изломмых-разрывных гистереэисных функций, в качестве устройства квантования электрических сигналов и в качестве (N+1)стабильного триггера с импульсным управлением.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет вос2 реключателей, причем выход первого переключателя 1.-го (i = 1,...,N-1) аналогового элемента соединен с первым информационным входом переключателя (i+1)-го аналогового релейного элемента, первые входы компараторов всех аналоговых релейных элементов объединены и подключены к управляющему входу уотройства. Выход первого переключателя каждого аналогового релейного элемента присоединен к второму входу компаратора. Первый и второй информационные входы переключателя первого аналогового релейного элемента и вторые входы всех остальных соединены с шинами задающих напряжений, а входы первых переключателей всех аналоговых релейных элементов соединены с источниками опорных напряжений. Перепрограммирование устройства на заданную функцию осуществляется соответствующим выбором опорных напряжений и сигналов, подаваемых на информационные входы, и/или заданной комбинацией соединений входных выводов устройства. 13 ил. произведения сложных гистерезисных функций и использования в качестве триггера с N+1 устойчивыми состояниями е
На фиг.1 представлена схема устройства для воспроизведения гистерезисных функций; на фиг.2 — схема аналогового релейного элемента; на фиг. 3— условное изображение схемы на фиг.1; на фиг.4-8 представлены примеры частичных включений входов устройст1596354
Если напряжение на неинвертирующем входе компаратора 5 превышает напряжение на его инвертирующем вхо% де, то переключатели аналоговых релейных элементов находятся в верхнем по фиг.2 положении, в противном случае переключатели находятся в нижнем по фиг.2 положении.
Дпя фиг.4 Ч„= -U«, Ч, = - Ч,,:
Ч31 Чз U4 = Ч т (здесь " s даль ва при его настройке на различные функции; на фиг . 9-13 приведены. примеры воспроизводимых устройствами- по фиг.4-8 функций.
Устройство (фиг.1) содержит N аналоговых релейных элементов 1-4 (для фиг.1 N = 4), .каждый из которьм содержит компаратор 5, переключатели 6 и 7. На фиг.2 вывод С компаратора 6 является его стробирующим входом.
В каждом аналоговом релейном элементе выход переключателя 6 присоединен к первому (неинвертирующему) входу компаратора 5 аналогового релей-. ного элемента. Стробирующие входы всех компараторов 6 объединены и присоединены к входу 8 сброса устройства (вход С). Вторые (инвертирующие) входы компараторов всех релейных
20 элементов объединены и присоединены к управляющему входу 9 устройства.
В каждом аналоговом релейном эле-, менте 1-4 на первые 10-13 и вторые
14-17 входы переключателей 6 релейных элементов подаются соответственно опорные напряжения U, Ч,, Ч,, ч» т Ug » » иг
Вьмод переключателя 7 в каждом аналоговом релейном элементе соединен с первым входом переключателя 7 в последующем аналоговом релейном элеиенте.
Первый вход переключателя 7 в первом аналоговом релейном элементе присоединен к первому информационному входу 18 устройства. Вторые входы переключателей 7 в каждом аналоговом релейном элементе присоединены соответственно к остальным N информационным входам 19-22 устройства.
Вторые выходы переключателя 7 аналоговых релейных элементов образуют
N дополнительных выходов 23-26 устройства, выход переключателя 7 последнего N-го аналогового релейного элемента является основным вьмодом 27 устройства.
I нейшем операция инвертирования отображена на рисунке зачерненной точкой). При включении коммутационных входов 10-17 в соответствии с фиг.4 устройство является многостабильным триггером с И+1 устойчивыми состояниями. Путем подачи на стробирующий вход 8 импульса сброса триггер переводится в исходное состояние (Z =
= Y ) . Если амплитуда U управляющего импульса попадает в интервал
Ч <» V » заданной шкалы напряжений снятия управляющего импульса U на выходе 27 запоминается заданный уровень напряжения Z = V,, где i e
E (1»2»...,N+1f. При потенциальном управлении (при непрерывном изменении управляющего напряжения V) устройство по фиг.4 воспроизводит многоуровневую гистеризисную петлю, замыкающуюся по частным циклам (фиг.9).
Устройством по фиг,5 также является триггер с N+1 устойчивыми состояниями. Здесь в отличие от фиг.4 требуется меньшее количество источников опорного напряжения Vö . Графики воспроизводимых преобразователем по фиг.5 функций приведены на фиг. 10.
При включении входов устройства в соответствии с фиг.6 и У, <7 (... При включении входов устройства в соответствии с фиг.7 воспроизводятся различного вида линейно-разрывные гистерезисные функции. Одна из возможных воспроизводимых функций представлена на фиг. 12, где Y> < Y < (Y 3 (Y 4 C Y s. При соединении управляющего входа 9 с частью информационных входов возможно воспроизведение гистерезисных функций с наклонными участками характеристики. В частности, при соединении входов в соответствии с фиг. 8 (Y = > = -V7 = Y4 = V) воспроизводится функция, представленная на фиг.13. 5 1 596354 По дополнительным выходам 23-26 устройство воспроизводит частные цик-, лы Z<, Z Z ц,(фрагменты) воспроизводимой по основному выходу 27 полной гистерезисной функции. Таким образом, предлагаемое устройство является многостабильным триггером с N+1 устойчивыми состояниями. Устройство воспроизводит ряд сложных линейно-изломно-разрывных гистерезисных функций, и в частности, функции многоуровневого квантования управляющего сигнала. 15 Фор мула из обретения Устройство для воспроизведения гистерезисных функций, содержащее N аналоговых релейнык элементов, каждый из которых выполнен в виде компаратора, выход которого подключен к управляющему входу переключателя, причем выход переключателя i-го (i — 1,...,N-1) аналогового релейного элемента соединен с первым информационным входом переключателя (+1)-го аналогового релейного элемента, первые входы компараторов N аналоговых релейных элементов объединены и подключены к управляющему входу устройства, выход переключателя N-ro аналогового релейного элемента является первым выходным выводом устройства, первый и второй информационные входы переключателя первого аналогового релейного элемента и вторые информационные входы переключателей аналоговых релейных элементов с втсрого по N-й соединены соответствен-: но с шинами задающих напряжений, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения сложных гистерезисных функций и использования в качестве триггера с И+1 устойчивьп4и состояниями, каждый аналоговый релейный элемент содержит 20 дополнительный переключатель, управляющий вход которого соединен с выходом соответствующего компаратора, первый и второй информационные входы дополнительных переключателей соеди25 иены с соответствующими источниками опорных напряжений, выход дополнительного переключателя i-ro аналогового релейного элемента присоединен к второму входу соответствующего ,30 компаратора. ! Фиг. б %1 Ол. fJg lip Ъ Од 31 Уц 1596354 . И 037 Ф 18 2! 022 М Цц Ug, Фиг. 7 ФиГ. 10 1596354 фиг. 11 Составитель Л,Снимщикова .Редактор М.Товтин Техред; Л.Олийнык Корректор M. Кучерявая, Заказ 2911 Тирак 560 . . Подписное ВНИИПИ Государственного коьйтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Ю Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
