РАНГОВЫЙ КОММУТАТОР Российский патент 2002 года по МПК G06G7/25 H03K17/00 

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 коммутаторы (см., например, А.с. СССР 1693614, кл. G 06 G 7/25, 1991 г.), каждый из которых определяет, на какой из трех его управляющих входов воздействует медианный сигнал.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных ранговых коммутаторов, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не определяется управляющий вход, на который воздействует минимальный или максимальный сигнал.

Наиболее близким устройством того же назначения к изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип ранговый коммутатор (фиг.1 в описании изобретения к А.с. СССР 1674168, кл. G 06 G 7/25, 1991 г.), который содержит три релятора и определяет, на какой из трех его управляющих входов воздействует медианный сигнал.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не определяется управляющий вход, на который воздействует минимальный или максимальный сигнал.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения идентификации одного из трех управляющих входов, на который воздействует минимальный, медианный или максимальный сигнал.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в ранговом коммутаторе, содержащем три релятора, каждый из которых содержит компаратор, подключенный неинвертирующим и инвертирующим входами соответственно к первому и второму входам релятора, первый вход первого и первый, второй входы третьего реляторов соединены соответственно с первым и вторым, третьим управляющими входами рангового коммутатора, особенность заключается в том, что в каждый релятор введены первый и второй булевые элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подключенные первыми входами к выходу компаратора, и первый,...,четвертый ключи, подсоединенные входами и выходами соответственно к третьему,...,шестому входам и первому,...,четвертому выходам релятора, управляющий вход первого и второго ключей, выполненных соответственно замыкающим и размыкающим, и управляющий вход третьего и четвертого ключей, выполненных соответственно размыкающим и замыкающим, соединены соответственно с выходом первого и выходом второго булевых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подключенных вторыми входами соответственно к первому и второму настроечным входам релятора, первые и вторые настроечные входы трех реляторов соединены соответственно с первым и вторым настроечными входами рангового коммутатора, первый, второй и третий информационные входы которого образованы соответственно объединенными третьим, пятым, объединенными четвертым, шестым входами первого и объединенными четвертым, шестым входами второго реляторов, объединенные первый, третий, объединенные второй, четвертый выходы третьего и объединенные первый, третий выходы второго реляторов являются соответственно вторым, третьим и первым выходами рангового коммутатора, первый, третий и второй управляющие входы которого подключены соответственно к первому, второму входам второго и второму входу первого реляторов, первый, третий и второй, четвертый выходы первого релятора соединены соответственно с пятым, третьим входами второго релятора и пятым, третьим входами третьего релятора, подключенного четвертым и шестым входами соответственно к четвертому и второму выходам второго релятора.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволили установить, что нет аналога, характеризующегося признаками, тождественными всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия 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 изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности 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.

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, изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

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

Ранговый коммутатор содержит первый,...,третий реляторы 1₁,...,1₃. Каждый релятор содержит компаратор 2, первый и второй булевые элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3₁ и 3₂, первый ключ 4₁, выполненный замыкающим, второй и третий ключи 4₂ и 4₃, выполненные размыкающими, четвертый ключ 4₄, выполненный замыкающим, причем неинвертирующий и инвертирующий входы и выход компаратора 2 соединены соответственно с первым и вторым входами релятора и объединенными первыми входами элементов 3₁ и 3₂, подсоединенных выходами соответственно к управляющему входу ключей 4₁, 4₂ и управляющему входу ключей 4₃, 4₄, входы и выходы ключей 4₁,...,4₄ являются соответственно третьим,...,шестым входами и первым, . . .,четвертым выходами релятора, первый и второй настроечные входы которого образованы соответственно вторыми входами элементов 3₁ и 3₂. Первые и вторые настроечные входы реляторов 1₁...,1₃ соединены соответственно с первым и вторым настроечными входами рангового коммутатора, первый, второй и третий информационные входы которого образованы соответственно объединенными третьим, пятым, объединенными четвертым, шестым входами релятора 1₁ и объединенными четвертым, шестым входами релятора 1₂, объединенные первый, третий, объединенные второй, четвертый выходы релятора 1₃ и объединенные первый, третий выходы релятора 1₂ являются соответственно вторым, третьим и первым выходами рангового коммутатора, первый, третий и второй управляющие входы которого подключены соответственно к объединенным первым входам реляторов l₁, 1₂, объединенным вторым входам реляторов 1₂, 1₃ и объединенным второму входу релятора l₁, первому входу релятора 1₃, первый, третий и второй, четвертый выходы релятора l₁ соединены соответственно с пятым, третьим входами релятора 1₂ и пятым, третьим входами релятора 1₃, подключенного четвертым и шестым входами соответственно к четвертому и второму выходам релятора 1₂.

Работа предлагаемого рангового коммутатора осуществляется следующим образом. На его первый,...,третий управляющие и первый,...,третий информационные входы подаются соответственно аналоговые сигналы (напряжения) х₁,... ,х₃ и у₁,...,у₃; на его первом, втором настроечных входах фиксируются соответственно необходимые настроечные сигналы f₁, f₂∈{ 0,1}. Если на первом настроечном входе 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). Если на втором настроечном входе релятора присутствует логический "0" (логическая "1") и сигнал на его первом входе больше либо меньше сигнала на его втором входе, то ключ 4₃ соответственно разомкнут (замкнут) либо замкнут (разомкнут), а ключ 4₄ соответственно замкнут (разомкнут) либо разомкнут (замкнут). Таким образом, предлагаемый ранговый коммутатор будет воспроизводить операцию

где ext=min при f₁=1, f₂=0; ext=med при f₁=f₂=0; еxt=mах при f₁=0, f₂=1.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод о том, что предлагаемый ранговый коммутатор обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как определяет, на какой из трех его управляющих входов воздействует минимальный, медианный или максимальный сигнал.

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, систем автоматического регулирования и управления и др.;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, 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 является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения идентификации одного из трех управляющих входов, на который воздействует минимальный, медианный или максимальный сигнал. Устройство содержит три релятора, каждый из которых содержит компаратор, два булевых элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два размыкающих и два замыкающих ключа. 2 ил.

Ранговый коммутатор, содержащий три релятора, каждый из которых содержит компаратор, подключенный неинвертирующим и инвертирующим входами соответственно к первому и второму входам релятора, первый вход первого и первый, второй входы третьего реляторов соединены соответственно с первым и вторым, третьим управляющими входами рангового коммутатора, отличающийся тем, что в каждый релятор введены первый и второй булевые элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подключенные первыми входами к выходу компаратора, и первый, . . . , четвертый ключи, подсоединенные входами и выходами соответственно к третьему, . . . , шестому входам и первому, . . . , четвертому выходам релятора, управляющий вход первого и второго ключей, выполненных соответственно замыкающим и размыкающим, и управляющий вход третьего и четвертого ключей, выполненных соответственно размыкающим и замыкающим, соединены соответственно с выходами первого и второго булевых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подключенных вторыми входами соответственно к первому и второму настроечным входам релятора, первые и вторые настроечные входы трех реляторов соединены соответственно с первым и вторым настроечными входами рангового коммутатора, первый, второй и третий информационные входы которого образованы соответственно объединенными третьим, пятым, объединенными четвертым, шестым входами первого и объединенными четвертым, шестым входами второго реляторов, объединенные первый, третий, объединенные второй, четвертый выходы третьего и объединенные первый, третий выходы второго реляторов являются соответственно вторым, третьим и первым выходами рангового коммутатора, первый, третий и второй управляющие входы которого подключены соответственно к первому, второму входам второго и второму входу первого реляторов, первый, третий и второй, четвертый выходы первого релятора соединены соответственно с пятым, третьим входами второго релятора и пятым, третьим входами третьего релятора, подключенного четвертым и шестым входами соответственно к четвертому и второму выходам второго релятора.