Медианный идентификатор

 

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. Техническим результатом является повышение нагрузочной способности. Устройство содержит три компаратора, два регистра, мажоритарный логический элемент, логический элемент И, два логических элемента ИЛИ, три логических элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, три замыкающих ключа. 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, аналоговых процессоров и др.

Известны медианные идентификаторы (см. например авт. свид. СССР 1693614, кл. G 06 G 7/25, 1991 г.), которые выполняют адресную идентификацию медианного из трех аналоговых сигналов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных медианных идентификаторов, относится низкая нагрузочная способность, обусловленная тем, что их выходное сопротивление равно сумме сопротивлений двух замкнутых ключей.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип, медианный идентификатор (авт. свид. СССР 1674168, кл. G 06 G 7/25, 1991 г.), который содержит три компаратора и выполняет адресную идентификацию медианного из трех аналоговых сигналов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится низкая нагрузочная способность, обусловленная тем, что выходное сопротивление прототипа равно сумме сопротивлений двух замкнутых ключей.

Техническим результатом изобретения является повышение нагрузочной способности.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в медианном идентификаторе, содержащем три компаратора, особенность заключается в том, что в него введены два регистра, два логических элемента "ИЛИ", три логических элемента "исключающее ИЛИ", три замыкающих ключа, мажоритарный логический элемент и логический элемент "И", причем инвертирующие входы всех компараторов объединены, а неинвертирующий вход и выход i-го компаратора подключены соответственно к i-му информационному входу медианного идентификатора и объединенным i-ым входам первого, второго регистров, i-ый выход первого регистра соединен с первым входом i-го логического элемента "исключающее ИЛИ" и i-ым входом мажоритарного логического элемента, подключенного выходом к первому входу первого логического элемента "ИЛИ", выход которого соединен с входом разрешения записи первого регистра, i-ый выход второго регистра подключен к второму входу i-го логического элемента "исключающее ИЛИ" и i-му входу логического элемента "И", подсоединенного выходом к первому входу второго логического элемента "ИЛИ", выход которого подключен к входу разрешения записи второго регистра, вторые входы логических элементов "ИЛИ" объединены и образуют настроечный вход медианного идентификатора, i-ми идентифицирующим входом и выходом которого являются соответственно вход и выход i-го замыкающего ключа, подсоединенного управляющим входом к выходу i-го логического элемента "исключающее ИЛИ".

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 медианного идентификатора.

Медианный идентификатор содержит компараторы l₁, l₂, l₃; регистры 2₁, 2₂; мажоритарный логический элемент 3; логический элемент "И" 4; логические элементы "ИЛИ" 5₁, 5₂; логические элементы "исключающее ИЛИ" 6₁, 6₂, 6₃; замыкающие ключи 7₁, 7₂, 7₃.

Причем инвертирующие входы всех компараторов объединены, а неинвертирующий вход и выход компаратора 1, подключены соответственно к i-му информационному входу медианного идентификатора и объединенным i-ым входам регистров 2₁, 2₂, i-ый выход регистра 2₁ соединен с первым входом элемента 6_i и i-ым входом элемента 3, подключенного выходом к первому входу элемента 5₁, выход которого соединен с входом разрешения записи регистра 2₁, i-ый выход регистра 2₂ подключен к второму входу элемента 6_i и i-му входу элемента 4, подсоединенного выходом к первому входу элемента 5₂, выход которого подключен к входу разрешения записи регистра 2₂, вторые входы элементов 5₁, 5₂ объединены и образуют настроечный вход медианного идентификатора, i-ми идентифицирующим входом и выходом Z_i которого являются соответственно вход и выход ключа 7_i, подсоединенного управляющим входом к выходу элемента 6_i.

Работа предлагаемого медианного идентификатора осуществляется следующим образом. Регистр 2_j (j∈{1,2}) воспроизводит операцию где ; q_ij, d_ij∈{ 0,1} и w_j есть сигналы соответственно на i-ом выходе, i-ом входе и входе разрешения записи регистра 2_j; есть сигнал на i-ом выходе регистра 2_j в момент переключения сигнала w_j с высокого уровня на низкий (из "1" в "0"). Указанный регистр может быть аппаратно реализован с помощью, например, микросхем К155ТМ5 или К555ИР22.

На первый, второй, третий информационные и первый, второй, третий идентифицирующие входы предлагаемого медианного идентификатора подаются соответственно подлежащие обработке аналоговые сигналы (напряжения) х₁, х₂, х₃∈(х_min, x_max) с произвольным отношением порядка и аналоговые сигналы (напряжения) у₁, у₂, y₃ (y₁≠y₂≠y₃); на его настроечный вход и объединенные инвертирующие входы всех компараторов подаются соответственно управляющий сигнал f∈{0,1} и линейно возрастающее напряжение u(t)∈[x_min, x_max].

Цикл работы медианного идентификатора состоит из предварительной установки в исходное состояние и последующей обработки данных. В исходное состояние медианный идентификатор устанавливается при u(t)=x_min подачей на его настроечный вход положительного импульса (логической "1"), длительность которого должна быть немногим более τ = τ₁+τ₂+τ₃ где τ₁, τ₂ и τ₃ есть длительности задержек, вносимых соответственно регистром 2₁, элементами 3 и 5₁. В этом случае на всех входах регистров 2₁, 2₂ присутствует логическая "1", следовательно на управляющих входах ключей 7₁, 7₂, 7₃ присутствует логический "0", ключи 7₁, 7₂, 7₃ разомкнуты и Z₁=Z₂=Z₃=0.

Обработка данных реализуется при линейном возрастании сигнала u(t). Здесь первым (вторым) изменится с "1" на "0" сигнал на выходе того компаратора, на неинвертирующем входе которого действует минимальный (медианный) из сигналов x₁, х₂, х₃. В этом случае на вход разрешения записи регистра 2₂ (2₁) поступает логический "0", вызывая "защелкивание" указанного регистра. С этого момента и до начала следующего цикла состояние выходов регистра 2₂ (2₁) не зависит от сигналов, действующих на его входах. При завершении обработки данных (т. е. при u(t)=x_max) будет замкнут только один из ключей 7₁, 7₂, 7₃, а именно тот, на управляющем входе которого присутствует логическая "1".

Таким образом, операция, воспроизводимая предлагаемым медианным идентификатором, определяется выражением
Согласно (1), номер i∈{1,2,3} возбужденного выхода Z_i≠0 соответствует адресу медианного сигнала в кортеже (х₁, х₂, х₃).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый медианный идентификатор выполняет адресную идентификацию медианного из трех аналоговых сигналов и обладает более высокой нагрузочной способностью, так как его выходное сопротивление по сравнению с прототипом уменьшено в два раза и равно сопротивлению одного замкнутого ключа.

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

Медианный идентификатор, содержащий три компаратора, отличающийся тем, что в него введены два регистра, два логических элемента ИЛИ, три логических элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, три замыкающих ключа, мажоритарный логический элемент и логический элемент И, причем инвертирующие входы всех компараторов объединены, а неинвертирующий вход и выход i-гo компаратора подключены соответственно к i-му информационному входу медианного идентификатора и объединенным i-ым входам первого, второго регистров, i-й выход первого регистра соединен с первым входом i-гo логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и i-ым входом мажоритарного логического элемента, подключенного выходом к первому входу первого логического элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом разрешения записи первого регистра, i-й выход второго регистра подключен к второму входу i-гo логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и i-му входу логического элемента И, подсоединенного выходом к первому входу второго логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу разрешения записи второго регистра, вторые входы логических элементов ИЛИ объединены и образуют настроечный вход медианного идентификатора, i-ми идентифицирующим входом и выходом которого являются соответственно вход и выход i-гo замыкающего ключа, подсоединенного управляющим входом к выходу i-гo логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

РИСУНКИ

Рисунок 1