Аналого-ранговый процессор

 

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения идентифицирующего свойства с помощью одного идентифицирующего сигнала. Устройство содержит n реляторов, каждый из которых состоит из компаратора, замыкающего и размыкающего ключей, сумматора. 1 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 и др.

Известны аналого-ранговые процессоры (см. например рис. 61а в книге Волгин Л.И. Синтез устройств для обработки и преобразования информации в элементном базисе реляторов. -Таллинн: Валгус, 1989. -179с.; А.с. СССР 1619318, кл. G 06 G 7/25, 1991 г.), которые идентифицируют ранг информационного сигнала x в кортеже аналоговых сигналов x, ₁,..., x_n (n = 2).

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных аналого-ранговых процессоров, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что для обеспечения идентифицирующего свойства требуются n+1 идентифицирующих аналоговых сигналов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип аналого-ранговый процессор (А.с. СССР 1621054, кл. G 06 G 7/25, 1991 г.), который содержит n реляторов и воспроизводит операцию идентификации ранга r ∈ {1,...,n+1} информационного сигнала x=x^(r) в кортеже аналоговых сигналов (напряжений) x,x₁,...x_n. Здесь y₁,...,y_n+1 есть идентифицирующие аналоговые сигналы (напряжения).

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что для обеспечения идентифицирующего свойства требуются n+1 идентифицирующих сигналов.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения идентифицирующего свойства с помощью одного идентифицирующего сигнала.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в аналого-ранговом процессоре, содержащем n реляторов, каждый из которых выполнен в виде компаратора, неинвертирующий и инвертирующий входы которого являются соответственно первым и вторым входами релятора, вторые входы всех реляторов объединены и образуют информационный вход аналого-рангового процессора, особенность заключается в том, что в каждый релятор введены размыкающий и замыкающий ключи, подсоединенные управляющим входом к выходу компаратора, и сумматор, подсоединенный первым входом и выходом соответственно к входу замыкающего и входу размыкающего ключей, выходы которых объединены и образуют выход релятора, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход i-го релятора соединен с третьим входом (i+1)-го релятора, четвертые входы всех реляторов объединены с третьим входом первого релятора и образуют идентифицирующий вход аналого-рангового процессора, выходом которого является выход n-го релятора.

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 чертеже представлена схема предлагаемого аналого-рангового процессора.

Аналого-ранговый процессор содержит n реляторов l₁,...,l_n. Каждый релятор содержит компаратор 2, сумматор 3, замыкающий и размыкающий ключи 4 и 5, причем управляющий вход ключей 4, 5 соединен с выходом компаратора 2, присоединенного неинвертирующим и инвертирующим входами соответственно к первому и второму входам релятора, четвертым входом, выходом и третьим входом которого являются соответственно второй вход сумматора 3, выход и вход ключа 4, первый вход и выход сумматора 3 соединены соответственно с входом ключа 4 и входом ключа 5, присоединенного выходом к выходу ключа 4. Выход релятора подключен к третьему входу релятора l_i+1, вторые входы всех реляторов объединены и образуют информационный вход аналого-рангового процессора, выходом и идентифицирующим входом которого являются соответственно выход релятора l_n и третий вход релятора l₁, объединенный с четвертыми входами всех реляторов.

Работа предлагаемого аналого-рангового процессора осуществляется следующим образом. На его идентифицирующем входе фиксируется идентифицирующий аналоговый сигнал (напряжение) y, на его информационный вход и первые входы реляторов l₁,...,l_n подаются соответственно информационный аналоговый сигнал (напряжение) x, ранговые значения которого подлежат идентификации, и аналоговые сигналы (напряжения) x₁,...,x_n с произвольным отношением порядка. Напряжение на выходе релятора l_i ( ∈ {l,...,n}) определяется выражением Z_i = Z_i-1P_i +(Z_i-1+y) где Z₀=y; = l-P_i. Таким образом, предлагаемый аналого-ранговый процессор будет воспроизводить операцию

где верхний индекс r ∈ {1,...,n+1} есть ранг сигнала x=x^(r) в кортеже (x, x₁, . . x_n). Согласно (1) зависимость напряжения на выходе процессора от ранга r сигнала x определяется выражением Z_n = ry.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый аналого-ранговый процессор обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает собственное идентифицирующее свойство с помощью только одного идентифицирующего сигнала.

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

Аналого-ранговый процессор, содержащий n реляторов, каждый из которых выполнен в виде компаратора, неинвертирующий и инвертирующий входы которого являются соответственно первым и вторым входами релятора, вторые входы всех реляторов объединены и образуют информационный вход аналого-рангового процессора, отличающийся тем, что в каждый релятор введены размыкающий и замыкающий ключи, подсоединенные управляющим входом к выходу компаратора, и сумматор, подсоединенный первым входом и выходом соответственно к входу замыкающего и входу размыкающего ключей, выходы которых объединены и образуют выход релятора, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к первому и второму входам сумматора, выход i-го релятора соединен с третьим входом (i+1)-го релятора, четвертые входы всех реляторов объединены с третьим входом первого релятора и образуют идентифицирующий вход аналого-рангового процессора, выходом которого является выход n-го релятора.

РИСУНКИ

Рисунок 1