Многопороговый функциональный преобразователь

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике. Цель изобретения - повышение быстродействия и нагрузочной способности. Устройство содержит аналоговых релейных элементов 1. каждый из которых включает в себя компаратор 2, управляющий состоянием ключей 3, 4, Первые входы компараторов объединены и образуют управляющий вход преобразователя , на вторые входы компараторов подаются в порядке возрастания пороговые напряжения. Входы ключей 3 и 4 первого релейного элемента и входы ключей 4 остальных релейных элементов образуют информационные входы преобразователя. Выход ключа 4 каждого предыдущего реяейного элемента соединен с входом ключа 3 последующего релейного элемента, а выходы ключей 3 всех релейных элементов и выход ключа 4 последнего релейного элемента объединены и присоединены к выходу преобразователя. 5 ил. И ON V| Ю СЛ О V

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 06 G 7/25

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! f (,Ь V

0 (Л

О

Фиг.2 (21) 4735809/24 (22) 11.09.89 (46) 23.09,91. Бюл. М 35 (71) Специальное конструкторское бюро вычислительной техники Института кибернетики АН ЭССР (72) Л.И. Волгин (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1413649, кл. G.06 G 7/12, 1987.

Авторское свидетельство СССР

hh 1300507, кл. G 06 G 7/25, 1985. (54) МНОГОПОРОГОВЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике. Цель изобретения — повышение быстродействия и нагрузочной способности. Устройство соЫ1 1679507 А1 держит и аналоговых релейных элементов 1. каждый из которых включает в себя компаратор 2, управляющий состоянием ключей 3, 4. Первые входы компараторов объединены. и образуют управляющий вход преобразователя, на вторые входы компараторов подаются в порядке возрастания пороговые напряжения. Входы ключей 3 и 4 первого релейного элемента и входы ключей 4 остальных релейных элементов образуют информационные входы преобразователя, Выход ключа 4 каждого предыдущего релейного элемента соединен с входом ключа 3 последующего релейного элемента, а выходы ключей 3 всех релейных элементов и выход ключа 4 последнего релейного элемента объединены и присоединены к выходу преобразователя. 5 ил.

1679507

40

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике и может быть использовано для мультиплексирования и демультиплексирования аналоговых сигналов, для воспроизведения линейно-изломных и линейно-разрывных функций с точками излома и (или) разрыва, в качестве функциональных преобразователей для квантования сигналов для одностороннего и двухстороннего ограничения сигналов, в качестве режекторных и селекторных фильтров уровней сигнала и др.

Цель изобретения — повышение быстродействия и нагрузочной способности.

На фиг. 1 представлена схема преобразователя при n = 4; на фиг. 2 — схема релейного элемента; на фиг. 3 — типовые соединения входных выводов преобразователя при n = 2 и графики воспроизводимых и ри этом фун кций; на фиг. 4 — и реобразователь при работе в качестве позиционного демультиплексора и позиционного коммутатора при n = 2; на фиг. 5 — графики напряжений на выходах коммутатора при и = 3.

Схема преобразователя содержит п аналоговых релейных элементов 1 (для фиг.

1 n = 4), Каждый релейный элемент (фиг. 2) содержит компаратор 2, замыкающий 3 и размыкающий 4 ключи. Выход компаратора

2 подключен к управляющим входам ключей

3 и 4.

Если напряжение на неинверсном входе компаратора 2 больше напряжения на его инверсном входе, то ключ 3 замкнут, а ключ 4 разомкнут. Если напряжение на неинаерсном входе меньше напряжения на его инверсном входе, имеем обратную карти нy.

Первые (инверсные) входы всех компараторов 2 объединены и присоединены к управляющему входу преобразователя, на который подается управляющее напряжение х. Вторые (неинверсные) входы компаратороа 2 релейных элементов 4 присоединены соответственно к входам значения пороговых напряжений х1, хг,..., хп, пРичем x1 < хг, <..., хл.

Первый и второй входы ключей первого релейного элемента и входы ключей 4 остальных релейных элементов присоединены соответственно к первому, второму и т. д. и n— - му информационным входам преобразователя, на которые подаются соответственно коммутируемые сигналы у1. уг, ..., yn+1.

Выход ключа 4 в каждом предыдущем релейном элементе соединен с входом ключа 3 последующего релейного элемента. ВыхоДы ключей 3 всех релейных элементов и выход второго ключа 4 последовательно иго релейного элемента объединены и присо-. единены к выходу преобразователя.

На фиг. 3а представлено условное изображение преобразователя по фиг, 1 при его работе в мультиплексорном режиме.

Выходной сигнал МДМ определяется выражением гг1+тг+...+гп+гп+1=У1 1(х1-х)+уг! (х-х1) .I (хг-Х)+...+уп I (X Xn-1) . I (Õn-X) + yn+1 I (X-Xn) где I(x) — единичная функция, равная единице при х 0 и нулю при х < 0;

Z1, ZZ, ..., Zn — СИГНаЛЫ На ВЫХОДаХ КЛЮЧЕЙ

3 первого, второго до и — го релейных элементов;

Zn+1 — ВЫХОдНОй СИГНаЛ На ВЫХОДЕ КЛЮЧа

4 n — го (последнего) релейного элемента.

Отсюда следует., что преобразователь по фиг. 1 воспроизводит логическую функцию позиционного мультиплексирования, т. е. у1 при х<х1, уг при х1<х хг, z= уп ПРИ Xn1<Х

У уп+1 при xn < X.

При у1 <О, уг = О, уз >О и n = 2 (фиг. 3a) преобразователь является устройством допускового контроля; при уг = х (фиг. Зб)— двусторонним параллельным ограничителем напряжения; при у1-уг - = х (фиг. Зв)— односторонним ограничителем напряжения; при y1 = уз=х и уг = О (фиг. Зг) — режекторным фильтром уровней сигнала х. При

y1 = уг = О и уг = х (фиг. Зд) преобразователь является селекторным фильтром уровней сигнала х.

Если z является входным сигналом. à yi являются выходными сигналами, то преобразователь по фиг. 1 является позиционным мультиплексором (фиг. 4).

Таким образом, в предлагаемом решении выходное сопротивление уменьшается примерно в n/2 раз. Соответственно во столько же раз увеличивается нагрузочная способность МДМ по фиг. 1, т. е. сопротивление нагрузки при всех прочих равных условиях может быть уменьшено в n/2 раз. Во столько же раз уменьшается и погрешность коэффициента передачи МДМ, обусловленная нестабильностью прямых сопротивлений ключей.

Поскольку ключи обладают собственными паразитными емкостями, то в предлагаемом решении в и/2 раза уменьшается и время задержки сигнала, т. е. имеем увеличение быстродействия по сравнению с прототипом в и/2 раза.

Предлагаемый 11реобразователь позволяет расширить и функциональные воэможности.

1679507

Если в схеме по фиг. 1 выходными сигНаЛаМИ СЧИтатЬ НаПряжЕНИя Z1, Z2...., Zn, Znt1 (для этого объединенные входы релейных элементов 1 в схеме по фиг. 1 необходимо разъединить), то приходим к схеме позици- 5 онного коммутатора (фиг. 5 при n = 2), воспроизводящего логическую функцию позиционного коммутирования:

21=у1 22=2З=...=zn+1=0 при х<х1

z2 2 2123=" ° =zn+1 0 при х<х <х2

2п+1=уп+1 Z1=Z2= "= Zn=0 ПрИ Хп<Х

Формула изобретения

Многопороговый функциональный преобразователь, содержащий N аналоговых релейных элементов, каждый из которых 25 выполнен в виде компаратора, подключенНа фиг. 5 представлены графики выходных напряжений по фиг. 1 при его работе в режиме позиционного коммутатора при n = 3. 15

Схема по фиг. 1 может быть использована в качестве базовой для построения позиционного коммутатора путем разъединения объединенных выходов релейных элементов. 20 ного выходом к управляющим входам размыкающего и замыкающего ключей, первые входы компараторов N аналоговых репейных элементов объединены и подключены к управляющему входу преобразователя, а вторые входы компараторов — к соответствующим входам задания пороговых напряжений, входы замыкающего и размыкающего ключей первого аналогового релейного элемента соединены соответственно с первым и вторым информационными входами преобразователя, входы размыкающих ключей аналоговых релейных элементов, начиная с второго, подключены к соответствующим информационным входам преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и нагрузочной способности, выход размыкающего ключа предыдущего аналогового релейного элемента подключен к входу замыкающего ключа последующего аналогового релейного элемента, а выходы замыкающих ключей аналоговых релейных элементов и выход размыкающего ключа Nго аналогового релейного элемента подключены к выходу преобразователя.

1679507

Уу

ФАЗ х

Составитель Л.Снимщикова

Техред М.Моргентал . Корректор С.шевкун

Редактор А.Шандор

Заказ 3216 Тираж 363 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

l Х2

z, zz

Zg х, х х

Фиг.5