ИМПУЛЬСНЫЙ СЕЛЕКТОР Российский патент 2015 года по МПК H03K5/00 

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

Известны импульсные селекторы (см., например, рис.2.14а на стр.72 в книге Филиппов А.Г., Белкин О.С. Проектирование логических узлов ЭВМ. М.: Сов. радио, 1974 г.), которые воспроизводят операцию submed(τ₁, τ₂, τ₃), где τ₁, τ₂, τ₃ есть длительности трех положительных импульсных сигналов, синхронизированных по переднему фронту.

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

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип импульсный селектор (нижний рис. в пятой строке табл.3.5 на стр.50 в книге Ашихмин А.С. Цифровая схемотехника. Шаг за шагом. М.: Диалог МИФИ, 2008 г.), который содержит выход и воспроизводит операцию submed(τ₁, τ₂, τ₃), где τ₁, τ₂, τ₃ есть длительности трех положительных импульсных сигналов, синхронизированных по переднему фронту.

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

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения операции submed(τ₁,…,τ₇), где τ₁, …, τ₇ есть длительности семи положительных импульсных сигналов, синхронизированных по переднему фронту.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в импульсном селекторе, содержащем выход, особенность заключается в том, что в него введены резистор и двадцать четыре ключа, которые сгруппированы в шесть групп так, что первая, i-я ( $$i=\overline{2,4}$$ ), пятая и шестая группы содержат соответственно три, пять, четыре и два ключей, четные и нечетные ключи образованных групп выполнены соответственно размыкающими и замыкающими, в каждой группе выход предыдущего нечетного ключа соединен с выходом последующего ключа, в каждой группе, кроме шестой, вход предыдущего четного ключа соединен с входом последующего ключа, входы первого, третьего, пятого ключей j-й ( $$j=\overline{3,4}$$ ) группы соединены соответственно с выходами первого, третьего, пятого ключей (j-1)-й группы, выходы первого, третьего и входы первого, третьего, четвертого ключей пятой группы соединены соответственно с входами первого, второго ключей шестой группы и выходами первого, третьего, пятого ключей четвертой группы, а входы первого и третьего, пятого ключей второй группы соединены соответственно с шиной единичного потенциала и выходами первого, третьего ключей первой группы, подсоединенных входами соответственно к шине единичного потенциала, седьмому входу импульсного селектора, k-й ( $$k=\overline{1,6}$$ ) вход и выход которого соединены соответственно с управляющим входом всех ключей k-й группы и выходом первого ключа шестой группы, подсоединенным через резистор к шине нулевого потенциала.

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

Импульсный селектор содержит резистор 1 и двадцать четыре ключа 2₁₁,…,2₆₂, которые сгруппированы в шесть групп так, что первая, i-я ( $$i=\overline{2,4}$$ ), пятая и шестая группы содержат соответственно три ключа 2₁₁, 2₁₂, 2₁₃, пять ключей 2_i1, 2_i2, 2_i3, 2_i4, 2_i5, четыре ключа 2₅₁, 2₅₂, 2₅₃, 2₅₄ и два ключа 2₆₁, 2₆₂, причем четные и нечетные ключи образованных групп выполнены соответственно размыкающими и замыкающими, в каждой группе выход предыдущего нечетного ключа соединен с выходом последующего ключа, в каждой группе, кроме шестой, вход предыдущего четного ключа соединен с входом последующего ключа, входы ключей 2_j1, 2_j3, 2_j5 ( $$j=\overline{3,4}$$ ) соединены соответственно с выходами ключей 2_(j-1)1, 2_(j-2)3, 2_(j-2)5, выходы ключей 2₅₁, 2₅₃ и входы ключей 2₅₁, 2₅₃, 2₅₄ соединены соответственно с входами ключей 2₆₁, 2₆₂ и выходами ключей 2₄₁, 2₄₃, 2₄₅, а входы ключей 2₂₁ и 2₂₃, 2₂₅ соединены соответственно с шиной единичного потенциала и выходами ключей 2₁₁, 2₁₃, подсоединенных входами соответственно к шине единичного потенциала, седьмому входу импульсного селектора, k-й ( $$k=\overline{1,6}$$ ) вход и выход которого соединены соответственно с управляющим входом всех ключей k-й группы и выходом ключа 2₆₁, подсоединенным через резистор 1 к шине нулевого потенциала.

Работа предлагаемого импульсного селектора осуществляется следующим образом. На его первый, …, седьмой входы подаются соответственно синхронизированные по переднему фронту положительные импульсные сигналы x₁,…,x₇∈{0,1}, имеющие длительности τ₁, _…, τ₇ соответственно. Если на управляющем входе всех ключей произвольной группы действует логическая «1» либо логический «0», то каждый нечетный ключ этой группы соответственно замкнут либо разомкнут, а каждый четный ключ соответственно разомкнут либо замкнут. Таким образом, импульсный сигнал на выходе предлагаемого импульсного селектора определяется выражением

$$\begin{array}{l}Z=x_2{x}_3{x}_4{x}_{5}x{}_6\vee x_1{\overline{x}}_{{}_2}{x}_3{x}_4{x}_{5}x{}_6\vee x_1{x}_2{\overline{x}}_{{}_3}{x}_4{x}_{5}x{}_6\vee x_1{x}_2{x}_3{\overline{x}}_{{}_4}{x}_{5}x{}_6\vee x_1{x}_2{x}_3{x}_4{\overline{x}}_{{}_5}x{}_6\vee \\ \vee x_1{x}_2{x}_3{x}_4{x}_5\overline{x}{}_6\vee {\overline{x}}_{{}_1}{\overline{x}}_{{}_2}{x}_3{x}_4{x}_{5}x{}_{6}x{}_7\vee {\overline{x}}_{{}_1}{x}_2{\overline{x}}_{{}_3}{x}_4{x}_{5}x{}_{6}x{}_7\vee {\overline{x}}_{{}_1}{x}_2{x}_3{\overline{x}}_{{}_4}{x}_{5}x{}_6\vee \\ \vee {\overline{x}}_{{}_1}{x}_2{x}_3{x}_4{\overline{x}}_{{}_5}x{}_{6}x{}_7\vee {\overline{x}}_{{}_1}{x}_2{x}_3{x}_4{x}_5\overline{x}{}_{6}x{}_7\vee x_1{\overline{x}}_{{}_2}{\overline{x}}_{{}_3}{x}_4{x}_{5}x{}_{6}x{}_7\vee x_1{\overline{x}}_{{}_2}{x}_3{\overline{x}}_{{}_4}{x}_{5}x{}_{6}x{}_7\vee \\ \vee x_1{\overline{x}}_{{}_2}{x}_3{x}_4{\overline{x}}_{{}_5}x{}_{6}x{}_7\vee x_1{\overline{x}}_{{}_2}{x}_3{x}_4{x}_5\overline{x}{}_{6}x{}_7\vee x_1{x}_2{\overline{x}}_{{}_3}{\overline{x}}_{{}_4}{x}_{5}x{}_{6}x{}_7\vee x_1{x}_2{\overline{x}}_{{}_3}{x}_4{\overline{x}}_{{}_5}x{}_{6}x{}_7\vee \\ \vee x_1{x}_2{\overline{x}}_{{}_3}{x}_4{x}_5\overline{x}{}_{6}x{}_7\vee x_1{x}_2{x}_3{\overline{x}}_{{}_4}{\overline{x}}_{{}_5}x{}_{6}x{}_7\vee x_1{x}_2{x}_3{\overline{x}}_{{}_4}{x}_5\overline{x}{}_{6}x{}_7\vee x_1{x}_2{x}_3{x}_4{\overline{x}}_{{}_5}\overline{x}{}_{6}x{}_7=\\ =x_1{x}_2{x}_3{x}_4{x}_5\vee x_1{x}_2{x}_3{x}_{4}x{}_6\vee x_1{x}_2{x}_3{x}_4{x}_7\vee x_1{x}_2{x}_3{x}_{5}x{}_6\vee x_1{x}_2{x}_3{x}_5{x}_7\vee x_1{x}_2{x}_{3}x{}_{6}x{}_7\vee \\ \vee x_1{x}_2{x}_4{x}_{5}x{}_6\vee x_1{x}_2{x}_4{x}_5{x}_7\vee x_1{x}_2{x}_{4}x{}_{6}x{}_7\vee x_1{x}_2{x}_{5}x{}_{6}x{}_7\vee x_1{x}_3{x}_4{x}_{5}x{}_6\vee x_1{x}_3{x}_4{x}_5{x}_7\vee \\ \vee x_1{x}_3{x}_{4}x{}_{6}x{}_7\vee x_1{x}_3{x}_{5}x{}_{6}x{}_7\vee x_1{x}_4{x}_{5}x{}_{6}x{}_7\vee x_2{x}_3{x}_4{x}_{5}x{}_6\vee x_2{x}_3{x}_4{x}_5{x}_7\vee x_2{x}_3{x}_{4}x{}_{6}x{}_7\vee \\ \vee x_2{x}_3{x}_{5}x{}_{6}x{}_7\vee x_2{x}_4{x}_{5}x{}_{6}x{}_7\vee x_3{x}_4{x}_{5}x{}_{6}x{}_7\text{ (1)}\end{array}$$

где ·, ∨, $$\overline{}$$ есть символы конъюнкции, дизъюнкции, инверсии. Согласно (1) имеем

$$Z=\{\begin{array}{l}1при{\displaystyle \sum _{\text{q}=\text{1}}^{\text{7}}{x}_q\ge 5}\\ 0при{\displaystyle \sum _{\text{q}=\text{1}}^{\text{7}}{x}_q<5}\end{array}$$ .

Следовательно, селектор (фиг.1) будет воспроизводить операцию t_Z=submed(τ₁,…,τ₇) (см. фиг.2).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый импульсный селектор обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает обработку семи импульсных сигналов.

Импульсный селектор предназначен для воспроизведения операции submed(τ₁,…,τ₇), где τ₁, …, τ₇ есть длительности положительных импульсных сигналов x₁,…,x₇∈{0,1}, синхронизированных по переднему фронту, и может быть использован в системах автоматического регулирования и управления как средство предварительной обработки информации. Техническим результатом является обеспечение обработки семи импульсных сигналов. Импульсный селектор содержит резистор (1) и двадцать четыре ключа (2₁₁,…,2₆₂), сгруппированных в шесть групп. 2 ил.

Импульсный селектор, содержащий выход и отличающийся тем, что в него введены резистор и двадцать четыре ключа, которые сгруппированы в шесть групп так, что первая, i-я ( $$i=\overline{2,4}$$ ), пятая и шестая группы содержат соответственно три, пять, четыре и два ключей, причем четные и нечетные ключи образованных групп выполнены соответственно размыкающими и замыкающими, в каждой группе выход предыдущего нечетного ключа соединен с выходом последующего ключа, в каждой группе, кроме шестой, вход предыдущего четного ключа соединен с входом последующего ключа, входы первого, третьего, пятого ключей j-й ( $$j=\overline{3,4}$$ ) группы соединены соответственно с выходами первого, третьего, пятого ключей (j-1)-й группы, выходы первого, третьего и входы первого, третьего, четвертого ключей пятой группы соединены соответственно с входами первого, второго ключей шестой группы и выходами первого, третьего, пятого ключей четвертой группы, а входы первого и третьего, пятого ключей второй группы соединены соответственно с шиной единичного потенциала и выходами первого, третьего ключей первой группы, подсоединенных входами соответственно к шине единичного потенциала, седьмому входу импульсного селектора, k-й ( $$k=\overline{1,6}$$ ) вход и выход которого соединены соответственно с управляющим входом всех ключей k-й группы и выходом первого ключа шестой группы, подсоединенным через резистор к шине нулевого потенциала.