РАНГОВЫЙ СЕЛЕКТОР Российский патент 2005 года по МПК G06G7/25 

Описание патента на изобретение RU2248042C1

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. G 06 G 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, относится 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 (фиг.1 в описании изобретения к патенту РФ 2172980, кл. G 06 G 7/25, 2001 г.), который содержит n реляторов 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, относится низкая точность, обусловленная тем, что максимальная погрешность Δ прототипа определяется выражением Δ =2nδ , где δ есть погрешность релятора.

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

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в ранговом селекторе, содержащем n реляторов, каждый из которых содержит первый, третий, пятый и седьмой ключи, выполненные замыкающими, второй, четвертый, шестой и восьмой ключи, выполненные размыкающими, первое - четвертое устройства выборки/хранения, дифференциальный компаратор и булевый инвертор, причем в каждом реляторе первый - четвертый информационные и первый управляющий входы образованы соответственно входами первого - четвертого ключей и их входом управления, выходы первого, второго и выходы третьего, четвертого ключей соединены соответственно с информационным входом первого и информационным входом второго устройств выборки/хранения, входы записи которых объединены с входом булевого инвертора и образуют второй управляющий вход релятора, инвертирующий и неинвертирующий входы дифференциального компаратора соединены соответственно с объединенными выходом первого устройства выборки/хранения, входами пятого, восьмого ключей и объединенными выходом второго устройства выборки/хранения, входами шестого, седьмого ключей, выходы пятого, шестого и выходы седьмого, восьмого ключей соединены соответственно с информационным входом третьего и информационным входом четвертого устройств выборки/хранения, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами релятора, а входы записи подключены к выходу булевого инвертора, первый выход каждого релятора соединен с его первым информационным входом, второй выход каждого предыдущего релятора подключен к третьему информационному входу последующего релятора, а второй выход n-го релятора является выходом рангового селектора, первый и второй настроечные входы которого образованы соответственно объединенными первыми и объединенными вторыми управляющими входами всех реляторов, особенность заключается в том, что в каждый релятор дополнительно введен булевый элемент “исключающее ИЛИ”, первый вход которого подключен к выходу дифференциального компаратора, второй вход является третьим управляющим входом релятора, а выход соединен с входом управления пятого - восьмого ключей, третьи управляющие входы всех реляторов объединены и образуют третий настроечный вход рангового селектора.

На фиг.1, фиг.2 и фиг.3 представлены соответственно схема предлагаемого рангового селектора, схема релятора, использованного при построении этого селектора, и временные диаграммы сигналов настройки.

Ранговый селектор содержит n реляторов 11,... ,1n. Каждый релятор содержит первый,... , восьмой ключи 21,... ,28, первое,... , четвертое устройства выборки/хранения 31,... ,34, дифференциальный компаратор 4, булевый инвертор 5 и булевый элемент “исключающее ИЛИ” 6, причем ключи 21, 23, 25, 27 и 22, 24, 26, 28 выполнены соответственно замыкающими и размыкающими, первый,... , четвертый информационные и первый управляющий входы релятора образованы соответственно входами ключей 21,... ,24 и их входом управления, выходы ключей 21, 22 и 23, 24 соединены соответственно с информационным входом устройства 31 и информационным входом устройства 32, входы записи которых объединены с входом инвертора 5 и образуют второй управляющий вход релятора, третий управляющий вход которого подключен к второму входу элемента 6, подсоединенного выходом к входу управления ключей 25,... ,28, инвертирующий и неинвертирующий входы компаратора 4, подсоединенного выходом к первому входу элемента 6, соединены соответственно с объединенными выходом устройства 31, входами ключей 25, 28 и объединенными выходом устройства 32, входами ключей 26, 27, выходы ключей 25, 26 и 27, 28 соединены соответственно с информационным входом устройства 33 и информационным входом устройства 34, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами релятора, а входы записи подключены к выходу инвертора 5. Первый выход каждого релятора соединен с его первым информационным входом, второй выход каждого предыдущего релятора подключен к третьему информационному входу последующего релятора, а второй выход релятора 1n является выходом рангового селектора, первый, второй и третий настроечные входы которого образованы соответственно объединенными первыми, объединенными вторыми и объединенными третьими управляющими входами реляторов 11,... ,1n.

Работа предлагаемого рангового селектора осуществляется следующим образом. На вторые информационные входы реляторов 11,... ,1n и четвертый информационный вход релятора 11 подаются подлежащие обработке аналоговые сигналы (напряжения) х1,... ,хn и хn+1 соответственно (x1,... ,xn+1min, xmax)); на четвертые информационные входы реляторов 12,... ,1n и третий информационный вход релятора 11 подаются соответственно опорные напряжения х∈ {хmin, xmax} и на первый, второй, третий настроечные входы селектора подаются соответственно цифровые сигналы у1, у2, y3{0,1} (фиг.3). Пpи y2=1 (y2=0) устройства 31, 32 и 33, 34 работают соответственно в режимах выборки (хранения) и хранения (выборки). Если на входах управления ключей 21,... ,24 и 25,... ,28 присутствует логическая “1” (логический “0”), то ключи 21, 23, 25, 27 замкнуты (разомкнуты), а ключи 22, 24, 26, 28 разомкнуты (замкнуты). Следовательно, напряжения на выходах релятора будут определяться рекуррентными выражениями

где символами ∨ и ∧ обозначены соответственно операции mах и min; есть номер периода Тj сигнала y2 (фиг.3), r∈ {1,... ,i+1} есть ранг сигнала x(r){xn+1, x1,... ,xi} (x(1)=min(xn+1, x1,... xi),... ,x(i+1)=max(xn+1, x1,... xi)); Vi0=xi; W00=xn+1; Таким образом, при y3=1 и y3=0 селектор (фиг.1) на своем выходе воспроизводит соответственно операции

и

где m=0,5(n+2) (m=0,5(n+1)) при четном (нечетном) n. Согласно (1.1) и (1.2), настройка селектора (фиг.1) на выделение из множества {x1,... ,xn+1} сигнала х(r) любого заданного ранга r∈ {1,... ,m} либо r∈ {m+1,... ,n+1} может быть реализована, соответственно, если y3=1 либо y3=0 с помощью периодов сигнала y2. При этом в предельном случае сигнал х(r) пройдет через реляторов, в связи с чем максимальная погрешность селектора (фиг.1) при четном (нечетном) n определяется выражением Δ =1,5nδ (Δ =(1,5n-0,5)δ ), где δ есть погрешность релятора.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый ранговый селектор выполняет селекцию из n+1 аналоговых сигналов сигнала любого заданного ранга r∈ {1,... ,n+1} и обладает более высокой по сравнению с прототипом точностью.

Похожие патенты RU2248042C1

название год авторы номер документа
РАНГОВЫЙ СЕЛЕКТОР 2003
  • Андреев Д.В.
RU2240597C1
РАНГОВЫЙ СЕЛЕКТОР 2000
  • Андреев Д.В.
  • Кирюхин Е.В.
RU2172980C1
РАНГОВЫЙ СЕЛЕКТОР 2002
  • Андреев Д.В.
  • Кирюхин Е.В.
RU2227932C1
РАНГОВЫЙ СЕЛЕКТОР 2005
  • Андреев Дмитрий Васильевич
RU2284572C1
РАНГОВЫЙ СЕЛЕКТОР 2003
  • Андреев Д.В.
RU2240598C1
РАНГОВЫЙ СЕЛЕКТОР 2005
  • Андреев Дмитрий Васильевич
RU2292586C1
РАНГОВЫЙ СЕЛЕКТОР 2003
  • Андреев Д.В.
RU2248041C1
РАНГОВЫЙ СОРТИРОВЩИК 2007
  • Андреев Дмитрий Васильевич
RU2338249C1
РАНГОВЫЙ СОРТИРОВЩИК 2006
  • Андреев Дмитрий Васильевич
RU2324222C1
РАНГОВЫЙ СОРТИРОВЩИК 2006
  • Андреев Дмитрий Васильевич
RU2324223C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 248 042 C1

Реферат патента 2005 года РАНГОВЫЙ СЕЛЕКТОР

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 повышение точности при сохранении функциональных возможностей. Устройство содержит n реляторов, каждый из которых состоит из четырех замыкающих и четырех размыкающих ключей, четырех устройств выборки/хранения, дифференциального компаратора, булевого инвертора и булевого элемента “исключающее ИЛИ”. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 248 042 C1

Ранговый селектор, состоящий из n реляторов, каждый из которых содержит первый, третий, пятый и седьмой ключи, выполненные замыкающими, второй, четвертый, шестой и восьмой ключи, выполненные размыкающими, первое - четвертое устройства выборки/хранения, дифференциальный компаратор и булевый инвертор, причем в каждом реляторе первый - четвертый информационные и первый управляющий входы образованы соответственно входами первого - четвертого ключей и их входом управления, выходы первого, второго и выходы третьего, четвертого ключей соединены соответственно с информационным входом первого и информационным входом второго устройств выборки/хранения, входы записи которых объединены с входом булевого инвертора и образуют второй управляющий вход релятора, инвертирующий и неинвертирующий входы дифференциального компаратора соединены соответственно с объединенными выходом первого устройства выборки/хранения, входами пятого, восьмого ключей и объединенными выходом второго устройства выборки/хранения, входами шестого, седьмого ключей, выходы пятого, шестого и выходы седьмого, восьмого ключей соединены соответственно с информационным входом третьего и информационным входом четвертого устройств выборки/хранения, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами релятора, а входы записи подключены к выходу булевого инвертора, первый выход каждого релятора соединен с его первым информационным входом, второй выход каждого предыдущего релятора подключен к третьему информационному входу последующего релятора, а второй выход n-го релятора является выходом рангового селектора, первый и второй настроечные входы которого образованы соответственно объединенными первыми и объединенными вторыми управляющими входами всех реляторов, отличающийся тем, что в каждый релятор дополнительно введен булевый элемент "исключающее ИЛИ", первый вход которого подключен к выходу дифференциального компаратора, второй вход является третьим управляющим входом релятора, а выход соединен с входом управления пятого - восьмого ключей, третьи управляющие входы всех реляторов объединены и образуют третий настроечный вход рангового селектора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2005 года RU2248042C1

РАНГОВЫЙ СЕЛЕКТОР 2000
  • Андреев Д.В.
  • Кирюхин Е.В.
RU2172980C1
РЕЛЯТОРНЫЙ АМПЛИТУДНЫЙ СЕЛЕКТОР 1996
  • Волгин Л.И.
  • Андреев Д.В.
RU2112276C1
РАНГОВЫЙ РАСПОЗНАВАТЕЛЬ 1999
  • Андреев Д.В.
RU2143736C1
РАНГОВЫЙ ИДЕНТИФИКАТОР 1999
  • Андреев Д.В.
RU2149454C1
Многоканальный амплитудный селектор 1985
  • Волгин Леонид Иванович
SU1262531A1
US 5642070 A, 26.06.1997.

RU 2 248 042 C1

Авторы

Андреев Д.В.

Даты

2005-03-10Публикация

2003-11-11Подача