Нелинейный преобразователь

 

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. Нелинейный преобразователь содержит дифференциальный компаратор 1, подсоединенный выходом к управляющему входу замыкающего и размыкающего ключей 2, 3, входы которых соединены соответственно с выходом и входом инвертора знака 4, а выходы объединены и образуют выход нелинейного преобразователя. Информационным входом нелинейного преобразователя является инвертирующий вход дифференциального компаратора 1. Введен вычитатель 5, подключенный выходом и суммирующим входом соответственно к входу инвертора знака 4 и инвертирующему входу дифференциального компаратора 1, неинвертирующий вход которого соединен с вычитающим входом вычитателя 5 и является настроечным входом нелинейного преобразователя. Технический результат: расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения V-образной функции с регулируемой точкой излома. 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 нелинейные преобразователи (см. например рис.3в на стр. 27 в журнале "Электронное моделирование" N 6, 1992 г.), которые воспроизводят V-образную функцию с фиксированной точкой излома.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных нелинейных преобразователей, относится ограниченные функциональные возможности, так как эти преобразователи не обеспечивают регулирование точки излома воспроизводимой функции.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип нелинейный преобразователь (рис.5 г на стр. 12 в журнале "Электронное моделирование" N 2, 1998 г.), который воспроизводит V-образную функцию с фиксированной точкой излома и содержит дифференциальный компаратор, инвертор знака, замыкающий и размыкающий ключи.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится ограниченные функциональные возможности, так как прототип не обеспечивает регулирование точки излома воспроизводимой функции.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения V-образной функции с регулируемой точкой излома.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в нелинейном преобразователе, содержащем дифференциальный компаратор, подсоединенный выходом к управляющему входу замыкающего и размыкающего ключей, входы которых соединены соответственно с выходом и входом инвертора знака, а выходы объединены и образуют выход нелинейного преобразователя, информационным входом которого является инвертирующий вход дифференциального компаратора, особенность заключается в том, что в него введен вычитатель, подключенный выходом и суммирующим входом соответственно к входу инвертора знака и инвертирующему входу дифференциального компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с вычитающим входом вычитателя и является настроечным входом нелинейного преобразователя.

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 нечестными 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 нелинейного преобразователя. На фиг. 2 изображены графики воспроизводимой им функции.

Нелинейный преобразователь (фиг. 1) содержит дифференциальный компаратор 1, замыкающий и размыкающий ключи 2 и 3, инвертор 4 знака. вычитатель 5. Неинвертирующий и инвертирующий входы компаратора 1, подсоединенного выходом к управляющему входу ключей 2, 3, подключены соответственно к вычитающему и суммирующему входам вычитателя 5, выход которого соединен с входом инвертора 4, подсоединенного выходом к входу ключа 2, и входом ключа 3, выход которого соединен с выходом ключа 2 и образует выход нелинейного преобразователя, информационным и настроечным входами которого являются соответственно инвертирующий и неинвертирующий входы компаратора 1.

Работа предлагаемого нелинейного преобразователя осуществляется следующим образом. На его информационный и настроечный входы подаются соответственно аналоговые сигналы (напряжения) x и y. При этом выходное напряжение преобразователя определяется выражением где
Таким образом, нелинейный преобразователь (фиг. 1) будет воспроизводить V-образную функцию (фиг. 2) с регулируемой точкой излома, причем регулирование указанной точки осуществляется уровнем сигнала y.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый нелинейный преобразователь обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает регулирование точки излома воспроизводимой функции.

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, систем 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

Нелинейный преобразователь, содержащий дифференциальный компаратор, подсоединенный выходом к управляющему входу замыкающего и размыкающего ключей, входы которых соединены соответственно с выходом и входом инвертора знака, а выходы объединены и образуют выход нелинейного преобразователя, информационным входом которого является инвертирующий вход дифференциального компаратора, отличающийся тем, что в него введен вычитатель, подключенный выходом и суммирующим входом соответственно к входу инвертора знака и инвертирующему входу дифференциального компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с вычитающим входом вычитателя и является настроечным входом нелинейного преобразователя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2