Функциональный формирователь

 

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 изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения функции режекторной либо селекторной фильтрации или функции ограничения снизу либо сверху уровней аналогового сигнала. Устройство содержит два компаратора, четыре булевых элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два замыкающих и два размыкающих ключа. 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 функциональные формирователи (см., например, фиг. 1а в описании изобретения к а. с. СССР 1288724, кл. G 06 G 7/25, 1987 г.), которые воспроизводят функцию режекторной фильтрации уровней аналогового сигнала.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных функциональных формирователей, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не воспроизводятся функция селекторной фильтрации и функция ограничения сверху (снизу) уровней аналогового сигнала.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип функциональный формирователь (патент РФ 2144258, кл. G 06 G 7/25, 2000 г.), который воспроизводит функцию режекторной (селекторной) фильтрации уровней аналогового сигнала и содержит два компаратора, булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два замыкающих и два размыкающих ключа.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не воспроизводится функция ограничения сверху (снизу) уровней аналогового сигнала.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения функции режекторной либо селекторной фильтрации или функции ограничения снизу либо сверху уровней аналогового сигнала.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в функциональном формирователе, содержащем булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй компараторы, инвертирующие входы которых являются соответственно первым и вторым настроечными входами функционального формирователя, а неинвертирующие входы объединены с входами первого и второго ключей, выполненных соответственно замыкающим и размыкающим и подсоединенных выходами соответственно к входам третьего и четвертого ключей, выполненных соответственно замыкающим и размыкающим и подсоединенных выходами к выходу функционального формирователя, информационный вход которого подключен к неинвертирующему входу первого компаратора, особенность заключается в том, что в него введены три булевых элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выход первого и выход второго компараторов подключены соответственно к объединенным первым входам первого, второго и объединенным первым входам третьего, четвертого булевых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а второй вход и выход i-го булевого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с i-м входом управления функционального формирователя и управляющим входом i-го ключа.

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 функционального формирователя. На фиг.2 изображены графики воспроизводимых им функций.

Функциональный формирователь содержит первый и второй компараторы l₁ и l₂; первый ключ 2₁, выполненный замыкающим; второй ключ 2₂, выполненный размыкающим; третий ключ 2₃, выполненный замыкающим; четвертый ключ 2₄, выполненный размыкающим; первый,...,четвертый булевые элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3₁,...,3₄. Инвертирующие входы компараторов l₁ и l₂ являются соответственно первым и вторым настроечными входами формирователя, а неинвертирующие входы объединены с входами ключей 2₁, 2₂ и образуют информационный вход формирователя, выход Z которого соединен с выходами ключей 2₃ и 2₄, присоединенных входами соответственно к выходам ключей 2₁ и 2₂, выход компаратора l₁ и выход компаратора 1₂ подключены соответственно к объединенным первым входам элементов 3₁, 3₂ и объединенным первым входам элементов 3₃, 3₄, а второй вход и выход элемента 3, соединены соответственно с i-м входом управления функционального формирователя и управляющим входом ключа 2_i.

Работа предлагаемого функционального формирователя осуществляется следующим образом. На его первый, второй настроечные и информационный входы подаются соответственно напряжения х₁, х₂ и аналоговый сигнал (напряжение) х; на первом, . ..,четвертом входах управления формирователя фиксируются соответственно сигналы f₁,..., f₄ ∈ {0,1}. Если f₁=f₂=0 и х<x (х>x₁) или f₁=f₂= 1 и х>х₁ (х<х), то ключ 2₁ разомкнут (замкнут), а ключ 2₂ замкнут (разомкнут). Если f₃=f₄=0 и х<х (х>х₂) или f₃=f₄=1 и х>х₂ (х<x), то ключ 2₃ разомкнут (замкнут), а ключ 2₄ замкнут (разомкнут). Таким образом, при f₁= f₂= f₃= f₄=0 и при f₁=f₂=0, f₃=f₄=1 функциональный формирователь воспроизводит соответственно функцию (фиг.2а) режекторной и функцию (фиг.2б) селекторной фильтрации, а при f₁=f₃=0, f₂=f₄=1 и при f₁=f₃=1, f₂=f₄=0 - функцию (фиг.2в) ограничения снизу и функцию (фиг.2г) ограничения сверху уровней аналогового сигнала.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый функциональный формирователь обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как воспроизводит функцию режекторной либо селекторной фильтрации или функцию ограничения снизу либо сверху уровней аналогового 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, 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

Функциональный формирователь для воспроизведения функции режекторной либо селекторной фильтрации или функции ограничения снизу либо сверху уровней аналогового сигнала, содержащий булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй компараторы, инвертирующие входы которых являются соответственно первым и вторым настроечными входами функционального формирователя для воспроизведения функции режекторной либо селекторной фильтрации или функции ограничения снизу либо сверху уровней аналогового сигнала, а неинвертирующие входы объединены с входами первого и второго ключей, выполненных соответственно замыкающим и размыкающим и подсоединенных выходами соответственно к входам третьего и четвертого ключей, выполненных соответственно замыкающим и размыкающим и подсоединенных выходами к выходу функционального формирователя для воспроизведения функции режекторной либо селекторной фильтрации или функции ограничения снизу либо сверху уровней аналогового сигнала, информационный вход функционального формирователя для воспроизведения функции режекторной либо селекторной фильтрации или функции ограничения снизу либо сверху уровней аналогового сигнала подключен к неинвертирующему входу первого компаратора, отличающийся тем, что в него введены три булевых элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выход первого и выход второго компараторов подключены соответственно к объединенным первым входам первого, второго и объединенным первым входам третьего, четвертого булевых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а второй вход и выход i-го булевого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с i-м входом управления функционального формирователя для воспроизведения функции режекторной либо селекторной фильтрации или функции ограничения снизу либо сверху уровней аналогового сигнала и управляющим входом i-го ключа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2