Устройство для воспроизведения функций ограничения (его варианты) Советский патент 1987 года по МПК G06G7/25 

Изобретение относится к автоматике, аналоговой вычислительной технике и моделирующей технике.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения симметричных и несимметричных функций компарирования.

На фиг, 1 - 4 приведенм соответственно схемы устройства по первому, второму,.третьему и четвертому вариантам; на фиг. 5 - 8 - функции ограничения, воспроизводимые устройством по каждому из вариантов его выполнения.

Устройство по первому варианту фиг,1) содержит первый и второй аналоговые логические элементы и 2, вход 3 устройства, с первого по четвертый источники опорного напряжения соответственно 4 - 7, Каждый аналоговый логический элемент выполнен на компараторе 8 подключенном выходом

Семейство разрывных функций ограничения, воспроизводимых устройством по фиг.{, изображено на фиг.5. Здесь

к управляющему входу переключателя 9.

25 имеется возможность регулирования шириш 1 линейного участка характеристики изменением напряжений х, и (или) Xj. Независимое изменение уровней ограничения обеспечивается регулиров- JQ кой напряжений х и х . Высота вертикальных участков характеристик (скачки) определяется разностью напряжений X.J (положительный чок), х,-х , (отрицательны скачок).

Позицией 10 обозначен элемент нагрузки. Аналогичные элементы на фиг, 2 - 4 обозначены теми же позициями.

Устройство работает следующим образом.

На первый и второй вход1з1 компаратора 8 первого аналогового логического элемента 1 соответственно с выхода первого источника 4 опорного напряжения и с входа 3 устройства подаются напряжения х и х, на информа- 35 ционные входы переключателя 9 первого аналогового логического элемента подаются соответственно напря2

При X, х и X, Хц, вертикальные участки характеристики отсутствуют. Если необходимость в формировании вертикальных участков характеристики отсутствует, то источники 4 и 5,

жения X и X j с входа 3 и с второго источника 5 опорного напряжения. Напряжение на выходе первого аналогового логического элемента 1 (на вм- ходе переключателя 9 этого элемента) определяется выражением

у 0, 4- sign(x-x, )+0,5xj l- -sign(x-x,) ,

где SI

/ X x-x,l 1 1

,gn(, )„.. |

при X i X, 1 при X i X, , есть СЛгнум-функция.

Если X X,, т.е. sign(x-x,) - I, to на выход переключателя 9 первого аналогбвого логического элемента 1 проходит напряжение х, а при х х, - напряже ше х:.

Выход перекгтючателя 9 первого анаг лотового логического элемента 1 соединен а первым входом компаратора 8 .

второго аналогового логического зле- мента 2. Напряжение на выходе уст- (ройства (на выходе переключателя 9 второго аналогового логического эле- мента 2) определяется выражением

7.0,5y l4sign{k -y)+0,5x, i- -sign(x,-y),

где X и х - соответственно напряжение от третьего 6 и четвертого 7 источ ш- ков опорного напряжения

sign(v

,.,,,1. -.

при X J ь у при X, . у

есть cигнy т фyнкция.

Если , то на выход устройства проходит сигнал у, при х.у,на выход устройства проходит сигнал х.

Семейство разрывных функций ограничения, воспроизводимых устройством по фиг.{, изображено на фиг.5. Здесь

линейного участка характеристики изменением напряжений х, и (или) Xj. Независимое изменение уровней ограничения обеспечивается регулиров- Q кой напряжений х и х . Высота вертикальных участков характеристик (скачки) определяется разностью напряжений X.J (положительный чок), х,-х , (отрицательны скачок).

5

2

При X, х и X, Хц, вертикальные участки характеристики отсутствуют. Если необходимость в формировании вертикальных участков характеристики отсутствует, то источники 4 и 5,

0 6 и 7 могут быть попарно объединены. При этом источники 5 и 7 опорного напряжения устраняются. Соответствующий вариант схемы представлен на фиг.2, На фиг.6 представлена функ5 Ция ограничения, воспроизводимая вариантом устройства по фиг,2,

При X, Xj (линейньй участок на характеристике отсутствует) функция ограничения по фиг,5 вырождается в

0 функцию двухполярного компарирования. Объединяв первый вход компара- . тора 8 первого аналогового кого элемента 1 со вторым входом компаратора второго аналогового логичес кого элемента 2, приходим к схеме

(jiHr.3. На фиг,, 7 представлено семейст- во функций, воспроизводггмое устройством по .З. Здесь точка перехода (скачок) с нижнего х на верхний х

уровень ограничения регулируется изменением напряжения х,,

При X, О фнг.4) приходим к схеме симметричного двухполярного компаратора. Таким образом, можно воспро- изводить три класса функций ограничения - семейство функций с линейным участком характеристики при наличии отрицательного и положительного скачков на уровни ограничения, семейст- во функций с линейным участком характеристики без скачкообразного перехода на уровни ограничения (классическая функция двухстороннего ограничения) и семейство функций без ли- нейного участка характеристики (функция двухполярного компарирования),

Формула изобретения

1t Устройство для воспроизведения функций ограничения, содержащее первый и второй аналоговые логические элементы, каждый из которых выполнен в виде компаратора, подключенно- го выходом к управляющему входу переключателя , четыре источника опорного напряжения, выход первого из которых соединен с первым входом компаратора первого аналогового логического эле- мента, второй вход компаратора первого аналогового логического элемента подключен к п ервому информационному входу переключателя первого аналогового элемента и является входом устройства,-отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения симметричных и несимметричных функций компарирования, в нем выход переключателя первого аналого- .вого логического элемента соединен с первым входом компаратора и с первым информационным входом переключателя второго анапоговога логического элемента, выход второго источника опорного напряжения подключен ко второму информационному входу переклю чателя первого аналогового логического элемента, а выходы третьего и четвертого источников опорного напряжения соединены соответственно с вторым входом компаратора и с вторым информационным входом переключателя второго аналогового логического эле- мента, выход которого является выходом устройства.

2, Устройство для воспроизведения функций ограничения, содержащее перjЮ 15

0

35

5 о Q Q

вый и второй аналоговые логические элементы, каждый из которых вьшолнен В виде компаратора, подключенного выходом к управляющему входу перекаюча- теля, два источника опорного напряжения, выход первого из которых соединен с первым входом компаратора первого аналогового логического элемента, подключенного вторым входом к первому информационному входу переключателя, первого аналогового логического элемента, который является входом устройства, отличающее с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения симметричных и несимметричных функций компарирования , в нем первый вход компаратора первого аналогового логического элемента соединен с вторым информационным входом переключателя первого аналогового логического элемента, второй вход компаратора второго аналогового логического элемента соединен с первым информационным входом переключателя второго аналогового логического элемента и подключен к выходу второго источника опорного напряжения, выход переключателя первого аналогового логического элемента соединен с первым входом второго компаратора и с вторым информационным входом переключателя второго аналогового логического элемента, выход которого является выходом устройства.

3. Устройство для воспроизведения функций ограничения, содержащее первый- и второй аналоговые логические элементы, каждый из которых выполнен в виде компаратора, подключенного выходом к управляющему входу переключателя, три источника опорного напряжения, выход первого из которых соединен с первым входом компаратора первого аналогового логического элемента, второй вход компаратора первого аналогового логического элемента подключен к первому информационному входу переключателя первого аналогового логического элемента и является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения симметричных и несимметричных функций компарирования, в нем первый вход коьг паратора первого аналогового логического элемента соединен с вторым вхо513

дом компараторд второго аналогового логического элемента, второй информационный вход переключателя первого аналогового логического элемента подключен к выходу второго источника опорного напряжения, выход перекгпоча- теля первого аналогового логического элемента соединен с первым входом компаратора второго аналогового логического элемента и с первым информационным . входом переключателя второго аналогового логического элемента вто рой информационньй вход которого подключен к выходу третьего источника опорного напряжения, а выход является выходом устройства,

4. Устройство для воспроизведения функций ограничения, содержащее первый и второй аналоговые логические элементы, каждый из которых выполнен в виде компаратора, подключенного выходом к управляющему входу переключателя, первый и второй источники опорного напряжения, первый вход компаратора первого аналогового логического элеме.нта подключен к первому информа06

ционному входу переключателя первого аналогового логического элемента и является входом устройства, отличающееся тем, что, с целью

расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения симметричных и несимметричных функций ком- парирования, в нем второй вход компаратора первого аналогового логического элемента и первьй вход компаратора второго аналогового логического элемента соединены с шиной нулевого потенциа аа, выход первого источника опорного напряжения подключен ко второму информационному входу переключателя первого аналогового логического элемента, соединенного выходом с вторым входом компаратора и с первым информационным входом переключателя

второго аналогового логического элемента, выход второго источника опорного напряжения подключен к второму информационному входу переключателя второго аналогового логического элемента, выход которого явлйется выходом устройства.

Изобретение может быть использовано для воспроизведения трех семейств функций ограничения - с линейным участком характеристики при наличии отрицательного и положительного скачков на уровень ограничения, с линейным участком характеристики без скачкообразного перехода на уровни ограничения, без линейного участка характеристики (функции двух- полярного компарирования. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения симметричных и несимметричных функций компарирования:,, Устройство содержит два аналоговых логических элемента, каждый из которых состоит из компаратора, управляющего состоянием переключателя, источник входного напряжения. Первый и второй источники опорных напряжений присоединены соответственно к первому и второму входам компаратора и переключательному выводу переключателя первого аналогового логического элемента, третий и четвертый источники опорных напряжений присоединены соответственно к первому входу и переключательному выводу переключателя второго аналогового логического элемента, первьй вход компаратора и первый переключательный вывод переключателя в первом аналоговом логическом элементе соединены . между собой, а во втором второй вход компаратора соединен с первым переключательным выводом переключателя, выход первого аналогового логического элемента присоединен ко второму входу компаратора второго аналогового логического элемента. Достижение поставленной цели обеспечено благодаря новым связям между составными элементами устройства, в частности за счет подключения выхода переключателя первого аналогового логического элемента к одному из входов компаратора второго аналогового логического элемента, а также благодаря изменению, соотношений между величинами опорных напряжений. 3 з,п,ф-лы, 8 ил. iE СО 4; о о

J )

фиг.1

ffфиг. г

/;

h

фиг. 5

Хз

РТ

фиг. 6

Редактор Н.Горват

Составитель А,Маслов Техред В.Кадар

2426/45

Тираж 672Подписное

ВЫШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производстценно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг.1

фиг. В

Корректор И,Myска