Двухпороговый дискриминатор

 

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения асигнатурной или сигнатурной функции двухпороговой дискриминации. Двухпороговый дискриминатор содержит дифференциальные компараторы, резисторы, ключи и булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления, аналоговых процессоров и др.

Известны двухпороговые дискриминаторы (см., например, рис. 37в в книге Волгин Л. И. Синтез устройств для обработки и преобразования информации в элементном базисе реляторов. - Таллинн: Валгус, 1989. - 179 с.; фиг. 2 в описании изобретения к А. с. СССР 1513480, кл. G 06 G 7/25, 1989 г.), которые воспроизводят асигнатурную функцию двухпороговой дискриминации.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных двухпороговых дискриминаторов, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что для настройки на воспроизведение сигнатурной функции двухпороговой дискриминации требуется изменение схемы дискриминатора.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип двухпороговый дискриминатор (фиг. 1 в описании изобретения к А. с. СССР 1278898, кл. G 06 G 7/25, 1986 г.), который воспроизводит асигнатурную функцию двухпороговой дискриминации и содержит первый и второй дифференциальные компараторы, причем инвертирующий вход первого дифференциального компаратора заземлен, а неинвертирующий вход соединен через первый и через второй резисторы соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами второго дифференциального компаратора, которые являются соответственно информационным и первым настроечным входами двухпорогового дискриминатора.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что для настройки на воспроизведение сигнатурной функции двухпороговой дискриминации требуется изменение схемы соединения внутренних узлов дискриминатора.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения асигнатурной или сигнатурной функции двухпороговой дискриминации без изменения схемы дискриминатора.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в двухпороговом дискриминаторе, содержащем первый и второй дифференциальные компараторы, инвертирующий вход первого дифференциального компаратора заземлен, а неинвертирующий вход соединен через первый и через второй резисторы соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами второго дифференциального компаратора, которые являются соответственно информационным и первым настроечным входами двухпорогового дискриминатора, особенность заключается в том, что в него введены первый и третий ключи, выполненные замыкающими, второй и четвертый ключи, выполненные размыкающими, и булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго дифференциального компаратора, второй вход является входом управления двухпорогового дискриминатора, а выход соединен с управляющим входом третьего и четвертого ключей, выходы которых объединены и образуют второй выход двухпорогового дискриминатора, первый выход которого образован объединенными выходами первого и второго ключей, присоединенных управляющим входом к выходу первого дифференциального компаратора, входы первого и второго ключей соединены соответственно с входами третьего и четвертого ключей и являются соответственно вторым и третьим настроечными входами двухпорогового дискриминатора, дифференциальный выход которого образован его первым и вторым выходами.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналогу, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования: - дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений; - замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены; - исключение какой-либо части (элемента) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата; - увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов; - выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала; - создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого двухпорогового дискриминаторы. На фиг. 2 изображены графики воспроизводимых им функций.

Дискриминатор (фиг. 1) содержит первый и второй дифференциальные компараторы 1₁ и 1₂; первый и второй резисторы 2₁ и 2₂; первый ключ 3₁, выполненный замыкающим, второй ключ 3₂, выполненный размыкающим, третий ключ 3₃, выполненный замыкающим, четвертый ключ 3₄, выполненный размыкающим; булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 4. Инвертирующий вход компаратора 1₁ заземлен, а неинвертирующий вход соединен через резистор 2₁ и через резистор 2₂ соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора 1₂, которые являются соответственно информационным и первым настроечным входами дискриминатора, первый выход Z₁ которого образован объединенными выходами ключей 3₁ и 3₂, присоединенных управляющим входом к выходу компаратора 1₁, второй выход Z₂ дискриминатора образован объединенными выходами ключей 3₃ и 3₄, присоединенных управляющим входом к выходу элемента 4, первый вход которого подключен к выходу компаратора 1₂, а второй вход является входом управления дискриминатора, второй и третий настроечные входы которого соединены соответственно с объединенными входами ключей 3₁, 3₃ и объединенными входами ключей 3₂, 3₄, выходы Z₁ и Z₂ дискриминатора образуют его дифференциальный выход Z.

Работа предлагаемого двухпорогового дискриминатора осуществляется следующим образом. На первом, втором и третьем настроечных входах дискриминатора фиксируются соответственно задающие напряжения x₁, x₂ и - x₂, а на его информационный вход подается аналоговый сигнал x. По первому Z₁ и второму Z₂ выходам дискриминатор воспроизводит функции Z₁ = x₂sign(x + kx₁) и где sign сопротивления резисторов 2₁, 2₂ соответственно; сигнал на входе управления дискриминатора, При этом по дифференциальному выходу Z воспроизводится функция

Таким образом, при f = 0 дискриминатор по дифференциальному выходу Z воспроизводит асигнатурную (фиг. 2,а), а при f = 1 сигнатурную (фиг. 2,б) функцию двухпороговой дискриминации. Графики функций, изображенные на фиг. 2, построены для случая, когда R₁ = R₂.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый двухпороговый дискриминатор обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает воспроизведение асигнатурной или сигнатурной функции двухпороговой дискриминации без каких-либо схемных изменений.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в области автоматики и аналоговой вычислительной техники в качестве функционального узла аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления, аналоговых процессоров и др.;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Формула изобретения

Двухпороговый дискриминатор, содержащий первый и второй дифференциальные компараторы, причем инвертирующий вход первого дифференциального компаратора заземлен, а неинвертирующий вход соединен через первый и через второй резисторы соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами второго дифференциального компаратора, которые являются соответственно информационным и первым настроечным входами двухпорогового дискриминатора, отличающийся тем, что в него введены первый и третий ключи, выполненные замыкающими, второй и четвертый ключи, выполненные размыкающими, и булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго дифференциального компаратора, второй вход является входом управления двухпорогового дискриминатора, а выход соединен с управляющим входом третьего и четвертого ключей, выходы которых объединены и образуют второй выход двухпорогового дискриминатора, первый выход которого образован объединенными выходами первого и второго ключей, присоединенных управляющим входом к выходу первого дифференциального компаратора, входы первого и второго ключей соединены соответственно с входами третьего и четвертого ключей и являются соответственно вторым и третьим настроечными входами двухпорогового дискриминатора, дифференциальный выход которого образован его первым и вторым выходами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2