ИМПУЛЬСНЫЙ СЕЛЕКТОР Российский патент 2012 года по МПК H03K5/26 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.

Известны импульсные селекторы (см., например, фиг.1 в описании изобретения к патенту РФ 2124754, кл. G06G 7/52, 1999 г.), которые обеспечивают выбор из кортежа (τ₁, τ₂, τ₃) компоненты τ_i=τ^(r), занимающей заданное r-е место в отношении порядка τ⁽¹⁾≤τ⁽²⁾≤τ⁽³⁾, полученном неубывающим ранжированием компонент τ₁, τ₂, τ₃, где τ₁, τ₂, τ₃ есть временные интервалы, определяемые длительностями синхронизированных по переднему фронту положительных импульсных сигналов х₁, х₂, x₃∈{0, 1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных импульсных селекторов, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка n временных интервалов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип импульсный селектор (фиг.1 в описании изобретения к патенту РФ 2205499, кл. H03K 5/26, 2003 г.), который содержит компаратор, n замыкающих ключей, операционный усилитель, n+1 резисторов и обеспечивает выбор (селекцию) из кортежа (τ₁, …, τ_n) компоненты τ_i=τ^(r), занимающей заданное r-е место в отношении порядка τ⁽¹⁾≤…≤τ⁽ⁿ⁾, полученном неубывающим ранжированием компонент τ₁, …, τ_n, где τ₁, …, τ_n есть временные интервалы, определяемые длительностями синхронизированных по переднему фронту положительных импульсных сигналов x₁, …, x_n∈{0, 1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что прототип не обеспечивает идентификацию номера информационного входа, на который воздействует селектируемый сигнал.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения идентификации номера i∈{1, …, n} информационного входа, на который воздействует селектируемый сигнал.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в импульсном селекторе, содержащем компаратор, n замыкающих ключей, операционный усилитель и n+1 резисторов, i-й резистор подсоединен между входом и выходом i-го замыкающего ключа, а (n+1)-й резистор - между входом первого замыкающего ключа и шиной нулевого потенциала, выход каждого предыдущего замыкающего ключа соединен с входом последующего замыкающего ключа, а выход n-го замыкающего ключа - с инвертирующим входом компаратора, подсоединенного выходом и неинвертирующим входом соответственно к выходу и второму настроечному входу импульсного селектора, i-й информационный и первый настроечный входы которого образованы соответственно управляющим входом i-го замыкающего ключа и неинвертирующим входом операционного усилителя, подсоединенного инвертирующим входом и выходом соответственно к входу первого и выходу n-го замыкающих ключей, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены n элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, n RS-триггеров и n элементов задержки, причем первый вход и выход i-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходом компаратора и входом сброса i-го RS-триггера, подключенного входом установки и неинвертирующим выходом соответственно к управляющему входу и i-му идентифицирующему выходу импульсного селектора, i-й информационный вход которого соединен через i-й элемент задержки с вторым входом i-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого импульсного селектора. На фиг.2 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Импульсный селектор содержит замыкающие ключи 1₁, …, 1_n, резисторы 2₁, …, 2_n+1, операционный усилитель 3, компаратор 4, элементы задержки 5₁, …, 5_n, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6₁, …, 6_n и RS-триггеры 7₁, …, 7_n, причем резистор 2_i

подсоединен между входом и выходом ключа 1_i, а резистор 2_n+1 - между входом ключа 1₁ и шиной нулевого потенциала, выход каждого предыдущего ключа соединен с входом последующего ключа, а выход ключа 1_n - с инвертирующим входом компаратора 4, подсоединенного выходом и неинвертирующим входом соответственно к выходу и второму настроечному входу импульсного селектора, i-й информационный и первый настроечный входы которого образованы соответственно управляющим входом ключа 1_i и неинвертирующим входом усилителя 3, подсоединенного инвертирующим входом и выходом соответственно к входу ключа 1₁ и выходу ключа 1_n, первый вход и выход элемента 6 соединены соответственно с выходом компаратора 4 и входом сброса RS-триггера 7_i, подключенного входом установки и неинвертирующим выходом соответственно к управляющему входу и i-му идентифицирующему выходу импульсного селектора, i-й информационный вход которого соединен через элемент 5_i с вторым входом элемента 6_i.

Работа предлагаемого импульсного селектора осуществляется следующим образом.

На его первый, …, n-й информационные входы подаются соответственно синхронизированные по переднему фронту положительные импульсные сигналы х₁, …, x_n∈{0, 1}, имеющие длительности τ₁, …, τ_n соответственно; на его первом и втором настроечных входах фиксируются соответственно необходимые управляющие сигналы (напряжения) y₁ и y₂; на его управляющий вход подается положительный импульсный сигнал y₃∈{0,1}. Если x_i=1 либо x_i=0, то ключ 1_i соответственно замкнут либо разомкнут. Таким образом, импульсный сигнал на выходе предлагаемого селектора определяется выражением

где есть коэффициент усиления неинвертирующего усилителя, образованного операционным усилителем 3 и резисторами 2₁, …, 2_n+1, сопротивления которых есть R₁, …, R_n+1 соответственно. Если R₁=…=R_n+1, то и селектор (фиг.1) при у₂=(r+0,5)у₁ будет выбирать (выполнять селекцию) из кортежа (τ₁, …, τ_n) компоненту τ_i=τ^(r) (см. фиг.2), занимающую заданное

r-е место в отношении порядка τ⁽¹⁾≤…≤τ⁽ⁿ⁾, полученном неубывающим ранжированием временных интервалов τ_i, …, τ_n. При этом лог. «0» будет на выходе только того элемента 6_i (g_i=0), номер i∈{1, …, n} которого совпадает с адресом информационного входа, на который воздействует селектируемый сигнал x _i, а на выходах остальных элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ будет формироваться импульсный сигнал, который сбросит в «0» сигнал на неинвертирующем выходе всех RS-триггеров, за исключением триггера 7_i. Следовательно, лог. «1» будет постоянно присутствовать на неинвертирующем выходе только того RS-триггера (Z_i=1), номер i∈{1, …, n} которого совпадает с адресом информационного входа, на который воздействует селектируемый сигнал x_i (см. фиг.2). Использование элементов задержки 5₁, …, 5_n обусловлено необходимостью компенсации задержки, вносимой ключом, операционным усилителем и компаратором.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый импульсный селектор обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как воспроизводит не только аналогичную прототипу операцию селекции, но и операцию идентификации номера информационного входа, на который воздействует селектируемый сигнал.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др. Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения идентификации номера i∈{1, …, n} информационного входа, на который воздействует селектируемый сигнал. Импульсный селектор предназначен для выбора (селекции) из кортежа (τ₁, …, τ_n) компоненты τ^(r), занимающей заданное r-е (r∈{1, …, n}) место в отношении порядка τ⁽¹⁾≤…≤τ⁽ⁿ⁾, полученном неубывающим ранжированием компонент τ₁, …, τ_n, где τ₁, …, τ_n есть временные интервалы, определяемые длительностями синхронизированных по переднему фронту положительных импульсных сигналов х₁, …, x_n∈{0, 1}, и может быть использован в системах автоматического регулирования и управления как средство предварительной обработки информации. Импульсный селектор содержит замыкающие ключи (1₁, …, 1_n), резисторы (2₁, …, 2_n), операционный усилитель (3), компаратор (4), элементы задержки (5₁, …, 5_n), элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (6₁, …, 6_n) и RS-триггеры (7₁, …, 7_n). За счет элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элементов задержки и RS-триггеров обеспечена идентификация номера информационного входа, на который воздействует селектируемый импульсный сигнал. В результате расширены функциональные возможности импульсного селектора. 2 ил.

Импульсный селектор, содержащий компаратор, n замыкающих ключей, операционный усилитель и n+1 резисторов, причем i-й резистор подсоединен между входом и выходом i-го замыкающего ключа, а (n+1)-й резистор - между входом первого замыкающего ключа и шиной нулевого потенциала, выход каждого предыдущего замыкающего ключа соединен с входом последующего замыкающего ключа, а выход n-го замыкающего ключа - с инвертирующим входом компаратора, подсоединенного выходом и неинвертирующим входом соответственно к выходу и второму настроечному входу импульсного селектора, i-й информационный и первый настроечный входы которого образованы соответственно управляющим входом i-го замыкающего ключа и неинвертирующим входом операционного усилителя, подсоединенного инвертирующим входом и выходом соответственно к входу первого и выходу n-го замыкающих ключей, отличающийся тем, что в него дополнительно введены n элементов Исключающее ИЛИ, n RS-триггеров и n элементов задержки, причем первый вход и выход i-го элемента Исключающее ИЛИ соединены соответственно с выходом компаратора и входом сброса i-го RS-триггера, подключенного входом установки и неинвертирующим выходом соответственно к управляющему входу и i-му идентифицирующему выходу импульсного селектора, i-й информационный вход которого соединен через i-й элемент задержки с вторым входом i-го элемента Исключающее ИЛИ.