Ранговый селектор



Ранговый селектор
Ранговый селектор

 


Владельцы патента RU 2483353:

Закрытое акционерное общество "ИВЛА-ОПТ" (RU)

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике. Техническим результатом является уменьшение аппаратурных затрат при сохранении функциональных возможностей. Ранговый селектор содержит n дифференциальных компараторов (l1, …, ln), n элементов И (21, …, 2n), 4n+3 ключей (311, …, 3(n+1)3), n+1 резисторов (41, …, 4n+1) и n+1 RS-триггеров (51, …, 5n+1). 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 ранговые селекторы (см., например, авт. св. СССР 1262531, кл. G06G 7/25, 1986 г.), которые выполняют селекцию сигнала только (n+1)-го ранга (наибольшего сигнала) из нескольких аналоговых сигналов x1,…,xn+1.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных ранговых селекторов, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется селекция сигнала любого заданного ранга r ∈ {1, …, n+1}.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип ранговый селектор (патент РФ 2338250, кл. G06G 7/25, 2008 г.), который содержит дифференциальные компараторы, элементы И, ключи, резисторы, RS-триггеры и выполняет селекцию из n+1 аналоговых сигналов сигнала любого заданного ранга r ∈ {1, …, n+1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся большие аппаратурные затраты.

Техническим результатом изобретения является уменьшение аппаратурных затрат при сохранении функциональных возможностей прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в ранговом селекторе, содержащем n дифференциальных компараторов, n элементов И, n+1 резисторов, n+1 RS-триггеров и 4n+3 ключей, которые сгруппированы в n+1 групп так, что j-я группа содержит первый, третий и второй ключи, выполненные соответственно замыкающими и размыкающим, а i-я группа дополнительно содержит четвертый ключ, выполненный размыкающим, объединенные выходы первого, второго и объединенные выходы третьего, четвертого ключей k-й группы соединены соответственно с входом второго и входом четвертого ключей (k+1)-й группы, объединенные выходы первого, второго ключей n-й группы образуют информационный выход рангового селектора, выход третьего и объединенные выходы первого, второго ключей (n+1)-й группы соединены соответственно с входом четвертого и входом второго ключей первой группы, вход третьего ключа j-й группы соединен через j-й резистор с шиной нулевого потенциала, а вход первого и вход второго ключей i-й группы соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами i-го дифференциального компаратора, подсоединенного выходом к первому входу i-го элемента И, выход и второй вход которого соединены соответственно с управляющим входом четырех ключей i-й группы и неинвертирующим выходом i-го RS-триггера, подсоединенного входом установки к первому настроечному входу рангового селектора и входу установки (n+1)-го RS-триггера, неинвертирующий выход которого соединен с управляющим входом трех ключей (n+1)-й группы, в которой второй ключ имеет вход, а вход первого ключа соединен с (n+1)-ым информационным входом рангового селектора, подсоединенного i-ым информационным входом к неинвертирующему входу i-го дифференциального компаратора, особенность заключается в том, что вход третьего ключа j-й группы и объединенные выходы третьего, четвертого ключей n-й группы соединены соответственно с входом сброса j-го RS-триггера и вторым настроечным входом рангового селектора.

На фиг.1 и фиг.2 представлены соответственно схема предлагаемого рангового селектора и временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Ранговый селектор содержит n дифференциальных компараторов 11, …, 1n, n элементов И 21, …, 2n, 4n+3 ключей 311, …, 3(n+1)3, n+1 резисторов 41,…, 4n+1 и n+1 RS-триггеров 51,…,5n+1, причем все ключи сгруппированы в n+1 групп так, что j-я группа содержит ключи 3j1, 3j3 и 3j2, выполненные соответственно замыкающими и размыкающими, а i-я группа дополнительно содержит ключ 3i4, выполненный размыкающим, объединенные выходы ключей 3k1, 3k2 и объединенные выходы ключей 3k3, 3k4 соединены соответственно с входами ключей 3(k+1)2 и 3(k+1)4, объединенные выходы ключей 3n1, 3n2 и объединенные выходы ключей 3n3, 3n4 образуют соответственно информационный выход и второй настроечный вход рангового селектора, выход ключа 3(n+1)3 и объединенные выходы ключей 3(n+1)1, 3(n+1)2 соединены соответственно с входом ключа 314 и входом ключа 312, вход ключа 3j3 соединен с входом сброса RS-триггера 5j, подсоединенным через резистор 4j к шине нулевого потенциала, а входы ключей 3i1 и 3i2 соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора 1i, подсоединенного выходом к первому входу элемента 2i, выход и второй вход которого соединены соответственно с управляющим входом ключей 3i1,…,3i4 и неинвертирующим выходом RS-триггера 5i, подсоединенного входом установки к первому настроечному входу рангового селектора и входу установки RS-триггера 5n+1, неинвертирующий выход которого соединен с управляющим входом ключей 3(n+1)1,3(n+1)2,3(n+1)3, у которых ключ 3(n+1)2 имеет вход, а вход ключа 3(n+1)1 соединен с (n+1)-ым информационным входом рангового селектора, подсоединенного i-ым информационным входом к неинвертирующему входу компаратора 1i.

Работа предлагаемого рангового селектора осуществляется следующим образом. На его первый, …, (n+1)-й информационные входы подаются соответственно аналоговые сигналы (напряжения) х1,…,xn+1, а на входе ключа 3(n+1)2 фиксируется опорное напряжение xmin1,…,xn+1. На первый, второй настроечные входы предлагаемого рангового селектора подаются соответственно импульсные сигналы у12 ∈ {0,1} (фиг.2), причем период Т и длительность τ импульса сигнала у2 должны удовлетворять условиям T>Δt и τ<τТрИКл, где Δt=(τКИКл)n+τТрИКл, а τИ, τТр, τКл и τК есть длительности задержек, вносимых элементом И, RS-триггером, ключом и дифференциальным компаратором. В j-й группе замыкающие ключи замкнуты (разомкнуты), размыкающие ключи разомкнуты (замкнуты), когда на управляющем входе этой группы ключей присутствует логическая «1» (логический «0»). Если сигнал на неинвертирующем входе компаратора 1i больше (меньше) сигнала на его инвертирующем входе, то на выходе этого компаратора имеем логическую «1» (логический «0»). Импульс сигнала у1 устанавливает в «1» сигнал на неинвертирующем выходе всех RS-триггеров, при этом с учетом указанного выше принципа работы ключей и дифференциального компаратора на информационном выходе предлагаемого рангового селектора в момент времени t1 (см. фиг.2) имеем сигнал x(n+1) (n+1)-го ранга (наибольший из сигналов множества {x1, …, xn+1}), то есть

.

Первый импульс сигнала у2 сбрасывает в «0» сигнал на неинвертирующем выходе только того RS-триггера, номер j которого совпадает с номером сигнала х(n+1) (например, если х2(n+1), то j=2), при этом на информационном выходе предлагаемого рангового селектора в момент времени t2 имеем сигнал х(n) n-го ранга (наибольший из сигналов множества {x1, …, xn+1}\{x(n+1)}, где символом \ обозначена разность множеств), то есть

.

Второй импульс сигнала у2 сбрасывает в «0» сигнал на неинвертирующем выходе только того очередного RS-триггера, номер которого совпадает с номером сигнала х(n), при этом в момент времени t3 имеем

.

Наконец m-й (m∈{1, …, n}) импульс сигнала у2 сбрасывает в «0» сигнал на неинвертирующем выходе только того RS-триггера, номер которого совпадает с номером сигнала x(n+2-m), при этом в момент времени tm+1 имеем

.

Таким образом, настройка предлагаемого рангового селектора на выполнение селекции сигнала x(r) ∈ {x1, …, xn+1} любого заданного ранга r ∈ {1, …, n+1} осуществляется с помощью импульса сигнала у1 и n+1-r импульсов сигнала у2.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый ранговый селектор обеспечивает выполнение селекции из n+1 аналоговых сигналов сигнала любого заданного ранга r ∈ {1, …, n+1} и обладает меньшими по сравнению с прототипом аппаратурными затратами, поскольку содержит на n+1 элементов И меньше, чем в аппаратурном составе прототипа.

Ранговый селектор, содержащий n дифференциальных компараторов, n элементов И, n+1 резисторов, n+1 RS-триггеров и 4n+3 ключей, которые сгруппированы в n+1 групп так, что j-я группа содержит первый, третий и второй ключи, выполненные соответственно замыкающими и размыкающим, а i-я группа дополнительно содержит четвертый ключ, выполненный размыкающим, причем объединенные выходы первого, второго и объединенные выходы третьего, четвертого ключей k-й группы соединены соответственно с входом второго и входом четвертого ключей (k+1)-й группы, объединенные выходы первого, второго ключей n-й группы образуют информационный выход рангового селектора, выход третьего и объединенные выходы первого, второго ключей (n+1)-й группы соединены соответственно с входом четвертого и входом второго ключей первой группы, вход третьего ключа j-й группы соединен через j-й резистор с шиной нулевого потенциала, а вход первого и вход второго ключей i-й группы соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами i-го дифференциального компаратора, подсоединенного выходом к первому входу i-го элемента И, выход и второй вход которого соединены соответственно с управляющим входом четырех ключей i-й группы и неинвертирующим выходом i-го RS-триггера, подсоединенного входом установки к первому настроечному входу рангового селектора и входу установки (n+1)-го RS-триггера, неинвертирующий выход которого соединен с управляющим входом трех ключей (n+1)-й группы, в которой второй ключ имеет вход, а вход первого ключа соединен с (n+1)-м информационным входом рангового селектора, подсоединенного i-м информационным входом к неинвертирующему входу i-го дифференциального компаратора, отличающийся тем, что вход третьего ключа j-й группы и объединенные выходы третьего, четвертого ключей n-й группы соединены соответственно с входом сброса j-го RS-триггера и вторым настроечным входом рангового селектора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в технике средств связи, измерительной технике. .

Изобретение относится к моделированию трансформатора. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах измерения и автоматического регулирования. .

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического регулирования и управления. .

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. .

Изобретение относится к области средств информационного обеспечения испытаний и исследований летательных аппаратов (ЛА) и их систем и может быть использовано для контроля и управления ходом испытательного (исследовательского) полета воздушных судов (ВС).

Изобретение относится к средствам обработки информации для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. .

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах аналоговой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации для выбора минимального, супраминимального, медианного, субмаксимального или максимального из пяти входных аналоговых сигналов.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов, повышения качества и точности управления в цифровых системах контроля и наведения различных объектов.

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

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

Изобретение относится к автоматике и многозначной вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов многозначных вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления, многозначных процессоров

Изобретение относится к технике метрологии для проверки и аттестации вторичных тензоизмерительных приборов

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

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

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в системах аналоговой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации

Изобретение относится к области моделирования объектов электрических систем. Техническим результатом является обеспечение всережимного моделирования в реальном времени и на неограниченном интервале процессов, протекающих в статическом синхронном компенсаторе. Устройство для моделирования статического синхронного компенсатора содержит блок микропроцессоров, подключенный к блоку моделирования реакторов, блоку цифроуправляемой продольной коммутации, блокам цифроуправляемой поперечной коммутации, блоку моделирования статического преобразователя напряжения, блоку моделирования цепи постоянного тока, блоку моделирования фильтра, к блоку многоканального аналого-цифрового преобразования. Блок моделирования реакторов соединен с преобразователями напряжение-ток, с блоком моделирования фильтра. Первый, второй и третий преобразователи напряжение-ток соединены с первым блоком цифроуправляемой поперечной коммутации и с блоком цифроуправляемой продольной коммутации. Четвертый, пятый и шестой преобразователи напряжение-ток соединены со вторым блоком цифроуправляемой поперечной коммутации и с блоком моделирования статического преобразователя напряжения, который соединен с блоком моделирования цепи постоянного тока и с седьмым, восьмым и девятым преобразователями напряжение-ток. 5 ил.

Изобретение предназначено для воспроизведения функций непрерывной логики и может быть использовано в системах вычислительной техники как средство логической обработки континуальных данных. Техническим результатом является обеспечение воспроизведения произвольной непрерывно-логической функции, принимающей значение одного из n своих аргументов - входных аналоговых сигналов. Устройство содержит позиционные идентификаторы, сгруппированные в n-1 групп так, что k-я ( k = 1, n − 1 ¯ ) группа содержит k! позиционных идентификаторов, каждый из которых содержит k компараторов и k переключателей. 2 ил.

Изобретение относится к области исследования плазмы. Магнитогидродинамическое моделирующее устройство включает в себя плазменный контейнер, в который помещен первый ионизируемый газ, первый электрический контур, расположенный рядом с плазменным контейнером, содержащий промежуток, электрические контакты на первой и второй сторонах промежутка, и первое вещество, имеющее, по меньшей мере, низкую магнитную восприимчивость и высокую проводимость. Первый электрический контур может быть составлен из совокупности одного или избыточного количества проводных контурных катушек. В таких случаях электрический контакт установлен через концы проводов катушки. Кроме того, магнитогидродинамическое моделирующее устройство включает в себя электропроводную первую катушку, намотанную вокруг плазменного контейнера и через первый электрический контур. Технический результат - обеспечение возможности моделирования магнитогидродинамики плазмы в нежидкостной среде. 19 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх