Ранговый фильтр



Ранговый фильтр
Ранговый фильтр
Ранговый фильтр

 


Владельцы патента RU 2518642:

Общество с ограниченной ответственностью "ИВЛА-ОПТ" (RU)

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительное технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления, аналоговых процессоров. Техническим результатом является повышение быстродействия рангового фильтра. Ранговый фильтр содержит девять реляторов, каждый из которых содержит компаратор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, замыкающий и размыкающий ключи. 2 ил., 1 табл.

 

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 фильтры (см., например, фиг.1 в описании изобретения к патенту РФ 2192045, кл. G06G 7/52, 2002 г.), которые содержат реляторы и с помощью двух управляющих сигналов реализуют выбор минимального, супраминимального, субмаксимального или максимального из четырех входных аналоговых сигналов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных ранговых фильтров, относится низкое быстродействие, обусловленное тем, что максимальное время задержки распространения сигнала в них определяется выражением τ≥4τp, где τp есть время задержки релятора.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип ранговый фильтр (фиг.1 в описании изобретения к патенту РФ 2284652, кл. G06G 7/52, 2006 г.), который содержит реляторы и с помощью двух управляющих сигналов реализует выбор минимального, супраминимального, субмаксимального или максимального из четырех входных аналоговых сигналов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится низкое быстродействие, обусловленное тем, что максимальное время задержки распространения сигнала в прототипе определяется выражением τ=3τp, где τp есть время задержки релятора.

Техническим результатом изобретения является повышение быстродействия при сохранении функциональных возможностей прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в ранговом фильтре, содержащем семь реляторов, каждый из которых содержит компаратор, подключенный выходом к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого является входом управления релятора, а выход соединен с управляющим входом замыкающего и размыкающего ключей, выходы которых объединены и образуют выход релятора, первый и второй входы которого соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены два аналогичных упомянутым релятора, в каждом из девяти реляторов третий и четвертый входы соединены соответственно с входами замыкающего и размыкающего ключей, первый и второй информационные входы рангового фильтра соединены соответственно с объединенными первым, четвертым входами второго, первым, третьим входами четвертого реляторов и объединенными вторым, третьим входами второго, вторым, четвертым входами четвертого реляторов, третий и четвертый информационные входы рангового фильтра подключены соответственно к объединенным первому, третьему входам первого, первому, четвертому входам третьего реляторов и объединенным второму, четвертому входам первого, второму, третьему входам третьего реляторов, выходы первого и второго реляторов соединены соответственно с объединенными первым, третьим входами шестого, вторым, третьим входами седьмого, вторым входом восьмого реляторов и объединенными первым, третьим входами пятого, первыми входами седьмого, восьмого реляторов, выходы третьего и четвертого реляторов подключены соответственно к объединенным второму, четвертому входам пятого, второму входу девятого реляторов и объединенным второму, четвертому входам шестого, четвертому входу восьмого, первому входу девятого реляторов, а выходы пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого реляторов соединены соответственно с четвертым входом седьмого, третьим входом восьмого, третьим, четвертым входами девятого реляторов и выходом рангового фильтра, первый и второй управляющие входы которого подключены соответственно к объединенным входам управления третьего, девятого реляторов и объединенным входам управления остальных реляторов.

На фиг.1 и фиг.2 представлены соответственно схема предлагаемого рангового фильтра и схема релятора, использованного при построении указанного фильтра.

Ранговый фильтр содержит реляторы 11, …, 19. Каждый релятор содержит компаратор 2, подключенный выходом к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, второй вход которого является входом управления релятора, а выход соединен с управляющим входом замыкающего и размыкающего ключей 41 и 42, входы которых являются соответственно третьим и четвертым входами релятора, первый, второй входы и выход которого образованы соответственно неинвертирующим, инвертирующим входами компаратора 2 и объединенными выходами ключей 41, 42. Первый и второй информационные входы рангового фильтра соединены соответственно с объединенными первым, четвертым входами релятора 12, первым, третьим входами релятора 14 и объединенными вторым, третьим входами релятора 12, вторым, четвертым входами релятора 14, третий и четвертый информационные входы рангового фильтра подключены соответственно к объединенным первому, третьему входам релятора 11, первому, четвертому входам релятора 13 и объединенным второму, четвертому входам релятора 11, второму, третьему входам релятора 13, выходы реляторов 11 и 12 соединены соответственно с объединенными первым, третьим входами релятора 16, вторым, третьим входами релятора 17, вторым входом релятора 18 и объединенными первым, третьим входами релятора 15, первыми входами реляторов 17, 18, выходы реляторов 13 и 14 подключены соответственно к объединенным второму, четвертому входам релятора 15, второму входу релятора 19 и объединенным второму, четвертому входам релятора 16, четвертому входу релятора 18, первому входу релятора 19, а выходы реляторов 15, 16, 17, 18 и 19 соединены соответственно с четвертым входом релятора 17, третьим входом релятора 18, третьим, четвертым входами релятора 19 и выходом рангового фильтра, первый и второй управляющие входы которого подключены соответственно к объединенным входам управления реляторов 13, 19 и объединенным входам управления остальных реляторов.

Работа предлагаемого рангового фильтра осуществляется следующим образом. На его первый, …, четвертый информационные входы подаются соответственно подлежащие обработке аналоговые сигналы (напряжения) x1, …, x4; на его первом и втором управляющих входах фиксируются соответственно необходимые управляющие сигналы f1 и f2, f1, f2∈{0,1}. Если на входе управления релятора присутствует логический «0» (логическая «1») и сигнал на его первом входе больше либо меньше сигнала на его втором входе, то ключ 41 соответственно замкнут (разомкнут) либо разомкнут (замкнут), а ключ 42 соответственно разомкнут (замкнут) либо замкнут (разомкнут). Таким образом, сигнал Z на выходе предлагаемого рангового фильтра при всех возможных вариантах упорядочения сигналов х1, …, x4 и всех возможных комбинациях значений сигналов f1, f2 будет принимать значения, указанные в представленной ниже таблице.

Варианты упорядочения Z
f1=1, f2=0 f1=0, f2=1 f1=f2=1 f1=f2=0
x1<x2<x3<x4 x4 x1 x3 x2
x1<x2<x4<x3 x3 x1 x4 x2
x1<x3<x2<x4 x4 x1 x2 x3
x1<x4<x2<x3 x3 x1 x2 x4
x1<x3<x4<x2 x2 x1 x4 x3
x1<x4<x3<x2 x2 x1 x3 x4
x3<x1<x2<x4 x4 x3 x2 x1
x4<x1<x2<x3 x3 x4 x2 x1
x3<x1<x4<x2 x2 x3 x4 x1
x4<x1<x3<x2 x2 x4 x3 x1
x2<x1<x3<x4 x4 x2 x3 x1
x2<x1<x4<x3 x3 x2 x4 x1
x2<x3<x1<x4 x4 x2 x1 x3
x2<x4<x1<x3 x3 x2 x1 x4
x3<x2<x1<x4 x4 x3 x1 x2
x4<x2<x1<x3 x3 x4 x1 x2
x3<x4<x1<x2 x2 x3 x1 x4
x4<x3<x1<x2 x2 x4 x1 x3
x2<x3<x4<x1 x1 x2 х4 x3
x2<x4<x3<x1 x1 x2 x3 x4
x3<x2<x4<x1 x1 x2 х4 x2
x4<x2<x3<x1 x1 x4 х3 x2
x3<x4<x2<x1 x1 x3 x2 x4
x4<x3<x2<x1 x1 x4 х2 x3

С учетом данных, приведенных в таблице, имеем

Z = { min ( x 1 , , x 4 ) п р и f 1 = 0, f 2 = 1 sup r a min ( x 1 , , x 4 ) п р и f 1 = f 2 = 0 s u b max ( x 1 , , x 4 ) п р и f 1 = f 2 = 1 max ( x 1 , , x 4 ) п р и f 1 = 1, f 2 = 0

Поскольку время задержки релятора определяется выражением τpкИСК.ИЛИкл, где τк, τИСК.ИЛИ и τкл есть соответственно время срабатывания компаратора, время срабатывания элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и время замыкания (размыкания) ключей, то максимальное время задержки распространения сигнала в предлагаемом ранговом фильтре равно 2 τp.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что ранговый фильтр (фиг.1) с помощью двух управляющих сигналов реализует выбор минимального, супраминимального, субмаксимального или максимального из четырех входных аналоговых сигналов и обладает более высоким по сравнению с прототипом быстродействием.

Ранговый фильтр, содержащий семь реляторов, каждый из которых содержит компаратор, подключенный выходом к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого является входом управления релятора, а выход соединен с управляющим входом замыкающего и размыкающего ключей, выходы которых объединены и образуют выход релятора, первый и второй входы которого соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами компаратора, отличающийся тем, что в него дополнительно введены два аналогичных упомянутым релятора, в каждом из девяти реляторов третий и четвертый входы соединены соответственно с входами замыкающего и размыкающего ключей, первый и второй информационные входы рангового фильтра соединены соответственно с объединенными первым, четвертым входами второго, первым, третьим входами четвертого реляторов и объединенными вторым, третьим входами второго, вторым, четвертым входами четвертого реляторов, третий и четвертый информационные входы рангового фильтра подключены соответственно к объединенным первому, третьему входам первого, первому, четвертому входам третьего реляторов и объединенным второму, четвертому входам первого, второму, третьему входам третьего реляторов, выходы первого и второго реляторов соединены соответственно с объединенными первым, третьим входами шестого, вторым, третьим входами седьмого, вторым входом восьмого реляторов и объединенными первым, третьим входами пятого, первыми входами седьмого, восьмого реляторов, выходы третьего и четвертого реляторов подключены соответственно к объединенным второму, четвертому входам пятого, второму входу девятого реляторов и объединенным второму, четвертому входам шестого, четвертому входу восьмого, первому входу девятого реляторов, а выходы пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого реляторов соединены соответственно с четвертым входом седьмого, третьим входом восьмого, третьим, четвертым входами девятого реляторов и выходом рангового фильтра, первый и второй управляющие входы которого подключены соответственно к объединенным входам управления третьего, девятого реляторов и объединенным входам управления остальных реляторов.



 

Похожие патенты:

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 области автоматики и аналоговой вычислительной техники. .

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 использоваться 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 использоваться 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 использоваться 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.

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления.

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано для контроля характеристик случайных процессов. .

Изобретение предназначено для ранговой обработки аналоговых сигналов и может быть использовано в системах аналоговой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения выбора минимального, супраминимального, субмаксимального или максимального из пяти входных аналоговых сигналов. Устройство содержит десять реляторов, каждый из которых содержит компаратор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, замыкающий и размыкающий ключи. 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. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реализации выбора минимального, супраминимального, субмаксимального или максимального из пяти входных аналоговых сигналов. Ранговый фильтр предназначен для ранговой обработки аналоговых сигналов и может быть использован в системах аналоговой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации. Каждый из десяти реляторов (11,…,110) рангового фильтра содержит компаратор (2), элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (3), замыкающий и размыкающий ключи (41 и 42). 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. Техническим результатом изобретения является повышение быстродействия рангового фильтра. Ранговый фильтр содержит группы реляторов, причем каждый из k×(A+B)-1 реляторов (111,…,1(A+B+2)(B-1)) содержит компаратор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, замыкающий и размыкающий ключи (41 и 42). 2 ил.
Наверх