Мультиплексорный решающий усилитель Советский патент 1988 года по МПК G06G7/12 

7 о

СО

о

Х)

ЧТ S

Изобретение может быть использовано в качестве аналогового .му;1ьти11лексора г ана. 1О1 овы.м или кодовы.м управлением, в качестве нрограммируе.мого peinaK)Hiero уси- ЛИТС.1Я и . iHHefiHO-cer.MeiiTHoi-o ашцхжсн.матора. В дву.кана, 1ьно 1 варианте изобретение может быть использовано для воспроизведения определяющи.х операций предикатной алгебры выбора и бесконечнозпачной логики. Це. ИзН) изобретения является расширение класса рен1аемы.х уси.жителем задач. Мульти- нлекеорный реп1аю1ций усилитель содержит операционный усилитель 1, ана/юговые релейные элементы (реляторы) 2 2.|, пергп ю 3 и вторую 4 группы маспггабных резисторов, информацноппые входы 5i 5.-,, вы.ход 6, обп1ИЙ унрав, 1ЯК)П1ИЙ вход 7, задающие (кодовые) управляющие входы 8| 8;. В качестве вненшего нсточпнка задаюпш.х па- нряжений может применен делитель И) напряжений. Каждый ана.чоговый ре.-1ейный элемент (ре.1ятор) сс);1ержи1 компаратор и переключатель, имеющш выход н информационные ВХОД.. Лостиженпе HOCTaB.iennoii цели обеспечепо за счет новых связей между э.пементами .1експрио1 о решпкнце- го сп.1ите. 1я. (i и. 1. (Л

s

С5и {)

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и 1ожет быть использовано в качестве аналогового мультиплексора с регулируемым коэффициентом передачи в каждом канале, в качестве решающего усилителя с программируемым усилением, коммутатора входных сигна.тов, формирователя типовых и нетиповых линейноразрывных функций,аналогового релейного элемента (релятора) с регулируемым коэффициентом передачи по первому и второму переключательным входам, максимизирующего или минимизирующего амплитудного селектора с коэффициентом передачи больц им и меньшим единицы и др.

Цель изобретения - расширение класса решаемых усилителем задач.

На фиг. 1 приведена схема мульти- плсксорного усилите.чя; на фиг. 2схема аналогового релейно1 о

э. юмента; на фиг. 3 - схема включения решающего усилителя при его работе в качестве операционного релейного элемента; на фиг. - схема включения при работе в качестве уси.мителя с программируемым коэ(|)фициентом передачи; на .фиг. 5 - схе.ма включения при работе в режиме функцио- na. ibiioro линенносегментного апнроксимато- ра; на ()И1-. 6 - схема включения при работе в режиме амплитудных селекторов.

.Мультиплексорный решающий усилитель (фиг. 1) содержит операционный усилитель (ОУ) 1, аналоговые релейные элементы (ре- .лятор,) 2| -2i; первую 3 и вторую 4 группы масштабных резисторов, информационные и.ходы 5 5.,, выход б (выход операционного усилителя 1), общий унравляющий вход 7 ре111аюп1е1Ю усилителя, входы 8i - 8.1 задания

онорньгх напряжений, выходы 9i84 компараторо аналоговых релейных элементов (|1елятор)в) 2| 2.|. В качестве внешнего источника задающих напряжений может быть применен делитель 10 напряжений EI и Е-.

Каждьп аналоговый релейный элемент (фиг. 2) содержит компаратор 11 и переключатель 12, и.меющий выход 13 и информационные, входы 14 и 15.

Работа мультиплексорного решающего усилителя осуществляется следующим образом.

На входы 8,, где (1,2,...,/г-1 (для фиг. 1 /7 5), подаются опорные (апряже- ния А-,, на общий унравляющий вход 7 подается напряжение л-.

Напряжение на выходе переключателя первого аналогового релейного элемента (ре- .лятора) 2| онределяется выражением:

| yi/(.V|--.V)4-y/(A-.Vi),

где У и У-2 -- напряжения на нервом 14 и втором 15 информационных входах пере- к,:1ючате. 1Я релягора

при () iijin

СХ)

Й

единичная функция.

2

выходе

переключателя

15

25

3(

35

мультиплексор- осуществляется

Напряжение /-ГО релятора 2,

.- , -Л-)-|-у, + |/|Л -.V,) ,

где у,-н напряжение на втором инфорс мационном входе переключателя /-го аналогового релейного э.1емента (при / 1 напряжение Z()i/| ).

Пусть задающие напряжения . .i (например, напряжение снимают с выходов делителя 10 напряжения, как это

10 показано на фиг. 16). Тогда при (при 1(хг-х) ), переключатели 12 всех аналоговых ре.чейных элементов 2, находится 6 верхнем (но фиг. 2) положении, т. е. к инвертирующему входу операционного усилителя I подключены первые масщтабные резисторы первой 3 и второй 4 групп, что соответствует прохождению на вход 6 входного сигнала U, пода1 ного на первый вход 5| решающег о усилнге.пя. А н а л о го вое у п р а в,; е н и е

20 ным решающим уси.чителем

изменением напряжения х на об1цем управляющем входе 7 при заданной Н1кале А:2...л „--1 задаю цих напряжений х, формируемых автономно (фиг. 1а) или с помоп ью делителя 10 напряжения (фиг. 16). При Х. переключатель 12 первого релятора 2 {/()0) находится в нижнем (по фиг. 2) по,;южения, а перек.чю- чатели остальных аналоговых релейных элементов находятся в верхнем (по фи1 2) положении (/(А , - А ) 1 при ), т. е. к входу ОУ 1 подключены масштабные резисторы 3: и 4-2 второго канала, что соответствует прохождению сигнала второго входа 5-. решающего усилителя.

При .V3 переключатели 12 аналоговых релейных элементов 2i и 2 находятся в нижнем, а переключатели аналоговых релейных элементов 2з и 2. - в верхнем ложениях (проходит сигнал из третьего na. ia). При Л .( и на ход реп1аюн1его усилителя проходят

40 ответственно сигналы вертого 5-1 и нято1 о входов.

Возможно также кодовое управление коммутацией каналов. При кодовом управд5 лении переменная А фиксируется (x-consi), а выбор заданного кана.ча (входа) осуществляется подачей на задающие входы 8, требуемой комбинации А ь А 2 A .i...A ,,. 1 ;1огичес- Kiix сигналов, где сигналы А, принимают два значения А-ДА-,А- - «1) или J, «О. Управ50 ление осуц;ествляется в соответствии с нижеприведенной таблицей, в которой А,11Л , -А-). Одна из рабочих кодовых комбинаций может быть использована в качестве блокировочной (запрет). Для этого информационный вход, соответствующий блокировоч55 ной кодовой комбинации, заземляется (при подаче управляющи.х сигналов, соответствующих блокировочной кодовой комбинации, С1-;гнал на выходе устройства отсутствует).

пока-вы- сои. и L -, с чет- 5.-, и 11 фор м а ц и о н н ы х

В частном случае, при , (общий управляющий вход 7 заземлен) в качестве кодового признака может быть использована

полярность сигналов А ,{А ,0, А ,;Э).

Кодовое управление возможно также и по общему управляюи1ему входу 7. Для этого переменную х необходимо формировать с помощью цифроаналогового преобразователя.

С кодового выхода (выходы 9| Э) снимается код х, Xi, л-., л .|, индицирующий в соответствии с таблицей номер включенного канала.

Требуе.мый коэффициент передачи 5, R 2ilR i в каждом канале устанавливается автономно (/, и R-, - сопротивления масштабных резисторов первой 3 (,) и второй 4 (R-2,} групп, соответствующих каналу) .

Рассмотраим некоторые другие типовые применения мультиплексорного ре1пающего усилителя по фиг. 1.

Для наглядности положим (фиг. 3 - рец ающий усилитель содержит один аналоговый релейный эле.мент 2).

На фиг. 3 входы ко.мпараторов аналогового релейного элемента обозначены буквами айв, так как в общем случае в нем может быть использован дифферен11,иальный (, или , «), инвертирующий () или неиивертирующий () ко.мпаратор.

Схема по фиг. 3 является операционным релятором, воспроизводящим определяющие операции предикатной алгебры выбора - предикатные дизъюнкцию (, й -1) и конъюнкцию (, ):

Z K2|J2l()(),

где Л:,

/(2 - R-2-2/R -2 - весовые коэффициенты; R - соответственно сопротивления масщтабных резисторов 3| и 4i;

и - сопротивления .масщтабных резисторов 32 и

0

5

0

5

0

а и 6 - знаковые коэффициенты, нрини.мающ11е значения «О или «1.

В отличие от известных ана,:|оговых релейных элементов операционный ре,1ятор (фиг. 3) воспроизводит операцию взвешенного альтернативного выбора одной из двух переменных U и.чи U-.

При U U,: (входы 5|. oj, 5.i, 5,i соединены) при.чодим к схеме решающего усилителя с програм.мируемым коэффициентом передачи S, (фиг. 4).

При U ,,x (входы 5|, 5i, 5.), 64 и 7 соединены) приходим к схеме функционального линейносегментного анпро- ксиматора (фиг. 5). Здесь наклон аппроксимирующих кривых в интервалах (- оо , .vi),

(.i-i, л-;.). (А-2, л .ч){х„- , ), ( оо)

устанавливается заданными коэффициентами S...

Ec. ut в двухкана, 1ьном му.и)тип, 1ексор- ном решающем усилителе (/;) но фиг. 1а положить 6.v (вход 5i соединен с инвер- ти|)ующим входом компаратора аналогового ре.-1ейпого элемента 2) (вход 5 соединен с неинвертирую1цим входом компаратора 8| ана, огового ре, 1ейного э,чемента 2i) и L I.V: (вход 5| соединен с входом 8|), U-,. (вход 5-2 соединен с входом 7), то приходим соответственно к схемам по фиг. 6а, б, воспроизводящим определяющие операции бесконечнозначной (непрерывной) .чогики:

(1- и,)р

2| -5Ь-макс

5

0

5

0

5

г. | --мин (U,, U;). К.1

Схемы по фиг. 6 являются операционными максимизирующими (фиг. 6а) и мини- .мизирующи.ми (фиг. 66) ам|1литудн1)Гми селекторами, воспроизводящими операцию выделения меньшей (фиг. 6а) и большей (фиг. 66) переменной из двух сигналов с их умножением на весовой коэффициент К ,, где R, R,, R,, , ,. - R..Формула изобретений

Мультиплексорный решающий усилитель, содержащий операционный уси,1итель, выход которого является выходом решающего усилителя, п масштабных резисторов первой группы, первые выводы которых являются соответствующими п информационными входами решающего усилителя, п масн табпых резисторов второй группы, первые выводы которых объединены и подключены к выходу операционного усилителя, а вторые выводы соединены с вторыми выводами соответствующих масщтабных резисторов первой группы, и п-1 аналоговых релейных элс- ментов, каждый из которых выполнен в виде компаратора, подк,: 1юченного выходом к управляюшему входу переключателя, выход переключателя г -го {(, п-2) аналогового релейного элемента соединен с первым информационным входом перек дючателя (;-|- -|-1)-го аналогового релейного элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в нем объединенные вторые выводы первых масштабных резисторов первой и второй групп соединены с первым информационным входом переключателя первого аналогового релейного элемента, а объединенные выводы /-х (, п масштабных резисторов первой и второй групп подключены к вторым инфорфаг.2

фаг.

мационным входам переключателей соответ- ствуюш.их (/-1)-х аналоговых релейных элементов, выход переключателя (п-1)-го аналогового релейного элемента соединен с инвертируюш.им входом операционного усилителя, неинвертируюш.ий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, первые входы компараторов всех аналоговых релейных элементов объединены и являются управляюш,им входом решаюш,его усилителя, а вторые входы компараторов аналоговых релейных элементов являются соответствую- Ш.ИМИ входами задания опорных напряжений решающего усилителя.

фае. 5

Х //

и.2

Щ

J/

/

3/

V/

фаг. 6