РЕЛЯТОРНЫЙ СЕЛЕКТОР Российский патент 2002 года по МПК G06G7/52 

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.

Известны реляторные селекторы (см., например, патент РФ 2112276, кл. G 06 G 7/25, 1998 г.), которые обеспечивают выбор из двух входных аналоговых сигналов x₁, x₂ сигнала х^(r) любого заданного ранга r∈{1, 2} (х⁽¹⁾=min(x₁, x₂), х⁽²⁾=max(x₁, x₂)).

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных реляторных селекторов, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка n входных аналоговых сигналов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является, принятый за прототип, реляторный селектор (фиг. 1 в описании изобретения к патенту РФ 2124754, кл. G 06 G 7/52, 1999 г.), который содержит два релятора и обеспечивает выбор из трех входных аналоговых сигналов х₁, х₂, х₃ сигнала x^(r) любого заданного ранга r∈{1, 2, 3} (х⁽¹⁾=min(x₁, x₂, x₃),..., х⁽³⁾=max(x₁, х₂, х₃)).

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка n входных аналоговых сигналов.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения выбора из n входных аналоговых сигналов x₁, ..., x_n сигнала х^(r) любого заданного ранга r∈{1,..., n}.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в реляторном селекторе, содержащем два релятора, каждый из которых выполнен в виде компаратора, подключенного выходом к первому входу булевого 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, первым и вторым входами которого являются соответственно неинвертирующий и инвертирующий входы компаратора, присоединенные соответственно к входам замыкающего и размыкающего ключей, особенность заключается в том, что в реляторный селектор дополнительно введены аналогичные упомянутым реляторы, причем все реляторы сгруппированы в V+1 групп так, что i-я и (V+1)-я группы содержат соответственно n и V-1 реляторов, в i-й группе выход j-го релятора соединен с первым входом (j+1)-гo релятора, а выход n-го релятора первой и выходы n-х реляторов второй,..., V-й групп подключены соответственно к первому входу первого и вторым входам первого,..., (V-1)-гo реляторов (V+1)-й группы, в которой выход k-го релятора соединен с первым входом (k+1)-гo релятора, а выход (V-1)-гo релятора является выходом реляторного селектора, при этом (n≠1 есть любое натуральное число, m=0,5(n+1) либо m=0,5 n при нечетном либо четном n соответственно).

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 и фиг.2 представлены соответственно схема предлагаемого реляторного селектора и схема релятора, использованного при построении указанного селектора.

Реляторный селектор содержит реляторы 1₁₁,...,1_{(v+1) (v-1)}, где , n≠1 есть любое натуральное число, m=0,5(n+1)(m=0,5n) при нечетном (четном) n. Каждый релятор выполнен в виде компаратора 2, подключенного выходом к первому входу булевого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3, второй вход которого является входом управления релятора, а выход соединен с управляющим входом замыкающего и размыкающего ключей 4₁ и 4₂, выходы которых объединены и образуют выход релятора, первым и вторым входами которого являются соответственно неинвертирующий и инвертирующий входы компаратора 2, присоединенные соответственно к входам ключей 4₁ и 4₂. Все реляторы сгруппированы в V+1 групп так, что i-я и (V+1)-я группы содержат соответственно реляторы 1_i1,...,1_in и 1_(V+1)1,...,1_{(V+1) (V-1)}, выход релятора соединен с первым входом релятора 1_i(j+1), выход релятора 1_1n и выходы реляторов 1_2n,...,1_Vn подключены соответственно к первому входу релятора 1_(V+1)1 и вторым входам реляторов 1_(V+1)1, ..., 1_{(V+1) (V-1)}, выход релятора 1_(V+1)k соединен с первым входом релятора 1_{(V+1) (k+1)}, а выход релятора 1_{(V+1) (V-1)} является выходом реляторного селектора.

Работа предлагаемого реляторного селектора осуществляется следующим образом. На первых входах реляторов 1₁₁,...,1_V1 фиксируется опорное напряжение х_max, а на вторые входы реляторов подаются соответственно входные аналоговые сигналы (напряжения) x_i1,...,x_in (x_i1≠...≠x_in∈{x₁,..., x_n}∈(x_min, x_max)), причем V наборов x_i1,...,x_in должны быть сформированы с учетом того, что подмножества (х₁₁,...,х_1(u-1)},...,{ х_W1,...,х_W(u-1)} (W=C_n ^u-1 - число сочетаний из n по u-1) есть сочетания из n переменных (сигналов) x₁,...,x_n по u-1 . Примеры упомянутых наборов при n=5 приведены в таблице
В таблице каждой непрерывной линией обведены все возможные сочетания из пяти переменных x₁,...,x₅ по u-1 при соответствующих значениях u. На входы управления реляторов 1_(V+1)1, ...,1_{(V+1) (V-1)} подаются соответственно цифровые управляющие сигналы f₁,...,f_V-1∈{0,1}, причем
f₁=...=f_N-1=0, f_N=...=f_V-l=1, (1)
где N=C_n ^r-1 есть число сочетаний из n по r-1, r∈{1,...,n} есть ранг искомого сигнала x^(r)∈{x₁,..., x_n} (х⁽¹⁾=min(x₁,...,x_n),..., х⁽ⁿ⁾=mах(х₁,..., х_n)). На входы управления реляторов 1_i1,...,l_in подаются соответственно цифровые управляющие сигналы f_i1,..., f_in, причем

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). Следовательно, если на входе управления релятора присутствует логический "0" (логическая "1"), то этот релятор будет выделять на своем выходе наибольший (наименьший) из сигналов, действующих на его первом и втором входах. Таким образом, напряжение на выходе реляторного селектора определяется выражением: Z=ext_V-1(М_V,...ext₂(М₃, ext₁(M₂, М₁))..),


С учетом (2) и (1) можно записать:

и
(3)
где символами и обозначены соответственно операции mах и min (базовые операции бесконечнозначной логики (БЛ): БЛ-дизъюнкция и БЛ-конъюнкция). Выражение (3) содержит N= C_n ^r-1 неповторяющихся БЛ-конъюнкций и совпадает с видом поисковой функции (функция (6.7) на стр. 117 в книге Левин В.И. Бесконечнозначная логика в задачах кибернетики. М.: Радио и связь, 1982 г.), которая реализует алгоритм поиска (выбора) элемента x^(r) заданного ранга r∈{ 1,...,n} в множестве {x₁,...,x_n}. Таким образом, реляторный селектор (фиг.1) будет воспроизводить операцию

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый реляторный селектор обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает выбор из n входных аналоговых сигналов x₁,...,x_n сигнала х^(r) любого заданного ранга r∈{1,...,n}.

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".

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 выбора из n входных аналоговых сигналов х₁..., х_n сигнала х^(r) любого заданного ранга r∈{1,..., n}. Устройство содержит реляторы, каждый из которых выполнен в виде компаратора, булевого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, размыкающего и замыкающего ключей. 2 ил., 1 табл.

Реляторный селектор, содержащий два релятора, каждый из которых выполнен в виде компаратора, подключенного выходом к первому входу булевого 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, первым и вторым входами которого являются соответственно неинвертирующий и инвертирующий входы компаратора, присоединенные соответственно к входам замыкающего и размыкающего ключей, отличающийся тем, что в него дополнительно введены аналогичные упомянутым реляторы, причем все реляторы сгруппированы в V+1 групп так, что i-я и (V+1)-я группы содержат соответственно n и V-1 реляторов, в i-й группе выход j-го релятора соединен с первым входом (j+1)-го релятора, а выход n -го релятора первой и выходы n-ых реляторов второй, . .., V-й групп подключены соответственно к первому входу первого и вторым входам первого, . .., (V-1)-го реляторов (V+1)-й группы, в которой выход k-го релятора соединен с первым входом (k+1)-го релятора, а выход (V-1)-го релятора является выходом реляторного селектора, при этом (n≠1 есть любое натуральное число, m=0,5 (n+1) либо m=0,5n при нечетном либо четном n соответственно).