Непрерывно-логическое устройство
Владельцы патента RU 2465643:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)
Изобретение предназначено для воспроизведения функций непрерывной логики, зависящих от трех аргументов - входных аналоговых сигналов, и может быть использовано в системах аналоговой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации. Техническим результатом является обеспечение возможности изменения коэффициентов реализуемых функций без изменения коэффициентов усиления операционных усилителей. Устройство содержит пять компараторов, пять замыкающих и пять размыкающих ключей. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.
Известны непрерывно-логические устройства (см., например, рис.14 на стр.72, рис.15 на стр.73 в книге Шимбирев П.Н. Гибридные непрерывно-логические устройства. - М.: Энергоатомиздат, 1990), которые реализуют непрерывно-логические функции.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных непрерывно-логических устройств, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что для обеспечения изменения коэффициентов реализуемых функций необходимо изменение коэффициентов усиления операционных усилителей.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятое за прототип непрерывно-логическое устройство (см. рис.13 на стр.70 в книге Шимбирев П.Н. Гибридные непрерывно-логические устройства. - М.: Энергоатомиздат, 1990), в котором реализуется непрерывно-логическая функция
,
где y1<a
k≤y2 (a
k∈{a
1,a
2,a
3,a
4,a
5}, a
5<a
4<a
3<a
2<a
1); ∨, ∧ - символы логических операций ИЛИ, И; 
, 
, 
, 
, 
.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что для обеспечения изменения a k необходимо изменение коэффициентов усиления операционных усилителей прототипа.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения изменения a k без каких-либо изменений устройства.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в непрерывно-логическом устройстве, содержащем три информационных входа и выход, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены пять компараторов, пять замыкающих и пять размыкающих ключей, причем третий, первый и второй информационные входы непрерывно-логического устройства соединены соответственно с инвертирующим входом пятого компаратора, объединенными инвертирующими входами первого, третьего и объединенными инвертирующими входами второго, четвертого компараторов, выход i-го 
компаратора соединен с управляющим входом i-ых размыкающего и замыкающего ключей, выход i-го замыкающего ключа соединен с выходом i-го размыкающего ключа, выходы первого, третьего, четвертого и пятого замыкающих ключей соединены соответственно с входами второго замыкающего, четвертого размыкающего, пятого замыкающего ключей и выходом непрерывно-логического устройства, выход второго замыкающего ключа объединен с входами третьего, пятого размыкающего и четвертого замыкающего ключей, а входы первых замыкающего и размыкающего ключей соединены соответственно с входами второго размыкающего и третьего замыкающего ключей.
На чертеже представлена схема предлагаемого непрерывного-логического устройства.
Непрерывно-логическое устройство содержит компараторы 11, …, 15, замыкающие 21, …, 25 и размыкающие 31, …, 35 ключи, причем третий, первый и второй информационные входы непрерывно-логического устройства соединены соответственно с инвертирующим входом компаратора 15, объединенными инвертирующими входами компараторов 11, 13 и объединенными инвертирующими входами компараторов 12, 14, выход компаратора 1i 
соединен с управляющим входом ключей 2i и 3i, выход ключа 2i соединен с выходом ключа 3i, выходы ключей 21, 23, 24 и 25 соединены соответственно с входами ключей 22, 34, 25 и выходом непрерывно-логического устройства, выход ключа 22 объединен с входами ключей 33, 24, 35, а входы ключей 21 и 31 соединены соответственно с входами ключей 32 и 23.
Работа предлагаемого непрерывно-логического устройства осуществляется следующим образом. На его первый, второй, третий информационные входы подаются соответственно аналоговые сигналы (напряжения) x1, x2, x3; на неинвертирующем входе компаратора 1i и входах ключей 21, 31 фиксируются соответственно опорное напряжение a
i и напряжения y1, y2, причем y1<a
5<a
4<a
3<a
2<a
1≤y2. Если на управляющем входе ключей 2i, 3i действует лог. «1» (лог. «0»), то ключ 2i замкнут (разомкнут), а ключ 3i разомкнут (замкнут). Таким образом, сигнал на выходе непрерывно-логического устройства определяется выражением
где ∨, ∧ - символы логических операций ИЛИ, И; 
, 
, 
, 
, 
. В представленной ниже таблице приведены все возможные комбинации значений переменных Р1, …, Р5, и соответствующие этим комбинациям значения сигнала на выходе предлагаемого устройства, полученные согласно (1).
| Р1 | P2 | P3 | P4 | P5 | Z | P1 | P2 | P3 | P4 | P5 | Z |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | y1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | y1 |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | y1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | y1 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | y1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | y1 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | y1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | y1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | y1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | y1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | y2 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | y2 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | y1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | y1 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | y1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | y1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | y2 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | y1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | y2 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | y1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | y2 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | y1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | y2 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | y1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | y2 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | y1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | y2 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | y2 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | y2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | y1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | y2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | y1 |
С учетом данных, представленных в таблице, на выходе предлагаемого непрерывно-логического устройства имеем
,
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемое непрерывно-логическое устройство обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, поскольку реализует аналогичную воспроизводимой в прототипе непрерывно-логическую функцию, но не требует собственных изменений при изменении a k.
Непрерывно-логическое устройство, содержащее три информационных входа и выход, отличающееся тем, что в него введены пять компараторов, пять замыкающих и пять размыкающих ключей, причем третий, первый и второй информационные входы непрерывно-логического устройства соединены соответственно с инвертирующим входом пятого компаратора, объединенными инвертирующими входами первого, третьего и объединенными инвертирующими входами второго, четвертого компараторов, выход i-го 
компаратора соединен с управляющим входом i-х размыкающего и замыкающего ключей, выход i-го замыкающего ключа соединен с выходом i-го размыкающего ключа, выходы первого, третьего, четвертого и пятого замыкающих ключей соединены соответственно с входами второго замыкающего, четвертого размыкающего, пятого замыкающего ключей и выходом непрерывно-логического устройства, выход второго замыкающего ключа объединен с входами третьего, пятого размыкающих и четвертого замыкающего ключей, а входы первых замыкающего и размыкающего ключей соединены соответственно с входами второго размыкающего и третьего замыкающего ключей.
