Динамический гистерон

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения изменения направления обхода гистерезисной петли без изменения схемы гистерона. Динамический гистерон содержит два компаратора, дифференцирующий преобразователь, 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 динамические гистероны (см. например с. 121 в книге Волгин Л.И. Синтез устройств для обработки и преобразования информации в элементном базисе реляторов. - Таллинн: Валгус, 1989. - 179 с.), которые воспроизводят гистерезисные функции.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных динамических гистеронов, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что для изменения направления обхода гистерезисной петли требуется изменение схемы соединения внутренних узлов гистерона.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип динамический гистерон (фиг. 1 в описании изобретения к А. с. СССР 1619320, кл. G 06 G 7/25, 1991 г.), который содержит два компаратора и дифференцирующий преобразователь и воспроизводит гистерезисные функции.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что для изменения направления обхода гистерезисной петли требуется изменение схемы соединения внутренних узлов гистерона.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения изменения направления обхода гистерезисной петли без изменения схемы гистерона.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в динамическом гистероне, содержащем два компаратора и дифференцирующий преобразователь, инвертирующий вход второго компаратора заземлен, а неинвертирующий вход подключен к выходу дифференцирующего преобразователя, присоединенного входом к неинвертирующему входу первого компаратора, неинвертирующий и инвертирующий входы первого компаратора подключены соответственно к информационному и первому настроечному входам динамического гистерона, особенность заключается в том, что в него введены первый, третий и пятый ключи, выполненные замыкающими, второй, четвертый и шестой ключи, выполненные размыкающими, и булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго компаратора, второй вход является входом управления динамического гистерона, а выход соединен с управляющим входом пятого и шестого ключей, выходы которых объединены и являются выходом динамического гистерона, а входы соединены соответственно с объединенными выходами первого, четвертого и объединенными выходами второго, третьего ключей, присоединенных управляющим входом к выходу первого компаратора, неинвертирующий вход которого объединен с входами первого и второго ключей, входы третьего и четвертого ключей также объединены и образуют второй настроечный вход динамического гистерона.

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 аналога, 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 динамического гистерона. На фиг. 2 изображены графики воспроизводимых им функций.

Динамический гистерон содержит первый и второй компараторы 1₁ и 1₂, дифференцирующий преобразователь 2; булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3; ключи 4₁-4₆, при этом ключи 4₁, 4₃, 4₅ выполнены замыкающими, а ключи 4₂, 4₄, 4₆ - размыкающими. Первый вход элемента 3 подключен к выходу компаратора 1₂, присоединенного неинвертирующим и инвертирующим входами соответственно к выходу преобразователя 2 и шине нулевого потенциала, второй вход элемента 3 является входом управления гистерона, а выход соединен с управляющим входом ключей 4₅ и 4₆, выходы которых объединены и являются выходом гистерона, а входы соединены соответственно с объединенными выходами ключей 4₁, 4₄ и объединенными выходами ключей 4₂, 4₃, управляющий вход ключей 4₁-4₄ присоединен к выходу компаратора 1₁, неинвертирующий вход которого объединен с входами ключей 4₁, 4₂ и с входом преобразователя 2 и является информационным входом гистерона, первый и второй настроечные входы которого образованы соответственно инвертирующим входом компаратора 1₁ и объединенными выходами ключей 4₃, 4₄.

Работа предлагаемого динамического гистерона осуществляется следующим образом. На его первом и втором настроечных входах фиксируются соответственно напряжение x₁, задающее точку разрыва гистерезисной функции, и напряжение x₂, задающее уровень горизонтального участка этой функции; на информационный вход и вход управления гистерона подаются соответственно аналоговый сигнал x(t) и сигнал f ∈ {0,1}. При x(t) > x₁ ключи 4₁, 4₃ будут замкнуты, ключи 4₂, 4₄ - разомкнуты, при x(t) < x₁ имеем обратную картину. При (сигнал x(t) возрастает) и f = 0 или при (сигнал x(t) убывает) и f = 1 ключ 4₅ будет замкнут, ключ 4₆ - разомкнут, при и f = 0 или при и f = 1 имеем обратную картину. Таким образом, динамический гистерон при f = 0 воспроизводит гистерезисную функцию а при f = 1 - гистерезисную функцию
Функции, графики которых изображены на фиг. 2, имеют противоположные направления обхода гистерезисной петли.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый динамический гистерон обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает изменение направления обхода гистерезисной петли 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, спецпроцессоров 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

Динамический гистерон, содержащий два компаратора и дифференцирующий преобразователь, причем инвертирующий вход второго компаратора заземлен, а неинвертирующий вход подключен к выходу дифференцирующего преобразователя, присоединенного входом к неинвертирующему входу первого компаратора, неинвертирующий и инвертирующий входы первого компаратора подключены соответственно к информационному и первому настроечному входам динамического гистерона, отличающийся тем, что в него введены первый, третий и пятый ключи, выполненные замыкающими, второй, четвертый и шестой ключи, выполненные размыкающими, и булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго компаратора, второй вход является входом управления динамического гистерона, а выход соединен с управляющим входом пятого и шестого ключей, выходы которых объединены и являются выходом динамического гистерона, а входы соединены соответственно с объединенными выходами первого, четвертого и объединенными выходами второго, третьего ключей, присоединенных управляющим входом к выходу первого компаратора, неинвертирующий вход которого объединен с входами первого и второго ключей, входы третьего и четвертого ключей также объединены и образуют второй настроечный вход динамического гистерона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2