Аналоговый мультиплексор-демультиплексор Советский патент 1989 года по МПК H03K17/76 G06G7/25 

Ичобретение относится к лптомати- ке и аналоговой вычислительной технике и может быть исгюльчоплно и ка- мест Fie лн 1 iMH i го м1. .-; i ри.-н-кс рл или демультиплексорл с логическим управлением переключением передачи, в льалогонии1 лы ическог элемента для выделения максимального и миним-т.г;ьнс го сигналов с двух снг- нллов и для ппделешш медианного сигнала ич трех сигналов, п устройствах атоматики и системах управления с перестраиваемой структурой, в каче- стгчг грнер.попа типовых нелинейных

функций с одной и двумя точками нзло- мл н(нли) разрыва и пр.

Пелып изобретения является расширение функциональных возможностей мультн 7л гксор.з-демультнплексооа за счет использования для управления пс-реключ нп. м каналов полного набора управлямиих переменных.

На фиг. la и б представлены соответственно базовая схема аналогового мультиплрксора-демульпнилексора и схема аналогового релейного элемента (релятора), на котором построен мультиплексор-,:: :уль1Ш ченсор; ча

Јь 1

00 N3

СО

со

Изобретение может быть использовано в качестве мультиплексора или демультиплексора с логическим управлением переключением каналов, для воспроизведения операций выбора большей, медианной и меньшей переменной из трех переменных, для воспроизведения нелинейных функций с одной и/или/ двумя точками излома и/или разрыва и др. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей мультиплексора-демультиплексора за счет использования для управления переключением каналов полного набора управляющих переменных. Мультиплексор-демультиплексор содержит три аналоговых релейных элемента /регуляторы/, три управляющих входа, с первого по седьмой информационные выводы, переключатели, компаратор. Достижение поставленной цели обеспечено благодаря введению в первый и второй аналоговые релейные элементы вторых переключателей и новым связям между составными элементами. 27 ил.

фиг. 2 - соединенно мультиплексор- ных входов, нприлнт; на фиг. За и б - схема медилнного мультиплексора- демультиплексора и его условное нзоб- ражение соответственно; на фиг. А - соединение мультштлексорных выводов II мультиплексоре-демультиплексоре по . 3, вариант; па фиг. 5 - схема логического элемента, воспроизводя- щего функцию медианы трех переменных (элемент выделения срединного сигнала трех переметных); на фиг. 6-15 - некоторые мастные соединении иходоп медианного мультиилексора-демультм- плексора по фиг.3 при его нспользол нин и качестве генератора функций (нелинейного преобразователя) ; на фиг. 16 - функция, роспролплиднман медианным мультипл .г.г рпм-лемультл- плексором по фиг. 3; на фиг. 17 - функция, воспроизводимая «чгментом выделении срединного сигнала по фнг„ на фиг. 18-27 - функции, сиротно- дпмие медианным мультнплексором-де- мультиплексором при включениях его пу.до1 п ООТПРТОТНГП с фн: f)-15,

Пультнчликсор-демулътшгдексор (О иг. 1а) содержит первый 1 и второ 2 аналоговые релейные элементы (ре- ля торы), третий аналоговый релейный элемент 3, первый 4, второй 5 и третий 6 управляющие входы, первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10, пятый I и шесток 12 и седьмой 13 информационные выводы.

Каждый ич аналоговых релейных элементов I и 2 (фиг. 16) содержит переключатель 14 и дополнительные переключатели 15, информационные входы-выходы 16 и 17 и выход-вход 18 переключателя 1А, информационные входы-выходы 9 и 20 и выход-выход 21 дополнительного переключа-.пч 15, копаратор 22, имеюлии первый 23 и ню- рой 24 входы,

Мультлплексор-дпмультнилексор работает следукчцим обр. чем.

Релейные л чспчм 1-3 н H. дят бачоные операции предик.; гной ал- выПопа (предикатные ли п.юнкцич и конъюнкпия) : 7,,« Г + Zn ( ) , тде (Х,-Х) - двухзначный прицнкат; 1(ХП-Х,) - единичная функция, равная нулю при Х, и рдиниш при

x,.

Предикатные лергмениые X, и X, гк1 даютги соответственно нл второй 24 и

первый 23 входы компараторов 22. Выход компаратора 22 соединен с управляющими входами переключателей 14 и 15 (трети релейный элемент 3 содержит один переключатель 4). При (при ) переключатели Н н 15 находятся в верхнем положении (фиг. б), при (при ) - в пихнем положении (Лиг. 1б).

, (Х2-Хъ)+2г1(Ха-Хг),

где (XI-X3)+Z3(X,-X,);

, КХ,-Х,)+У35 I(Xj-X,); ,, i(x,-xa)+y4J KXa-x,); Ш,-Х2)+У(г KXe-XO. Zf и Z/ - напряжения на выходах- входах 18 и 21 переключателей 14 и 15 релейнго элемента 2;

/-3 и /Ц - напряжения на выходах- входах 18 и 21 переключателей 1ч и 15 релейного элемента 1;

Х(, Х , X-j - напряжения на управляющих входах 4-6 муль- тнплексора-демультн- плексора;

У« V4 Ул 1

У( и у(, - напряжения на информационных выводах 8-13.

Р.ыходное напряжение на информационном выводе 7 определяется выражением:

ЦХ,-Х)Т(Х,-Х1)+У1е KXj-X KX -ХЭ)+У, KXp-XjKXx-X +y jKX,- -ХрП(Х,-Х})+У1, T(Xi-X, )I(XP-X,) + +Уг T(X,-Xj)T(Xj-Xa),, пр::Х3 7Л, Xe ,

J «u приXj i. X , X,

приХь Х 7 X ,

y2j приXj i Xg i X ,

УЗ, приX9 X, X,,

Уэг приX il Xj 4. X ,

Таким образом, при работе муль- тнплексора-демультнплексора в улъ- типлексорном режиме ч зависимости от заданного соотношения управляющих переменных Х, Х2 и Х (в яавнсимос- и: от заданной комбинации управляющих переменных) соответствующий информационный вывод 8-13 соединяется с информационным выводом 7.

При работе в демультиплексорном режиме входной сигнал подается на информационный вывод 7 и в зависимости от заданной комбинации управляюntnx переменных этот вывод демулъти- плексорл соединяется с соответству- юиим информационным выводом 8-13. При необходимости количество входов (выходов) мультиплексора (демультн- плексора) может быть уменьшено путем соответствующих объединений входов (выходов).

У, при X, ,, при ,гХ2; ,; X.,

Культиплексор-демультиплексор (фиг. 2) является иредикатором и воспроизводит операцию альтернативного выбора одной из двух входных переменных в зависимости от заданных логических условий (в данном случае зависимости от возрастающею или убывающего ранжирования управляющих переменных).

Схема медианного мультнчлексора- демультиплексора (Лиг. Зл) получена из базовой схемы путем попарного объединения выводов

У УП У( ; У -У« а ; УМ У« з .

В дальнейшем под входами (гыхода- ми) подр.чтумрваются соотвстстпуи С .ие информационные выводы.

Выходное напряжение медианчого мультиплексора-демультиплексора при его работе и мультнплексорном режиме определяется выралгннем

Ze lvi при ,7Х4

при .

(

При объединении входов (фиг. 5) мультиплексор-дгмуль пнин1 ксор рабоZ nii4 (X) .)

X, при , X, при , ; Х,,Х,Х, , Хъ при ( ; , .

Если в схеме (. 5) одну ш переменных Хк прирляглг, к млксималь ниму значении X)dnЈ XK- 4l,Kf) допустимого диапазона итмгнгнт: ,IHVX других переменных X,, Y,, ю мульчиплексор- демультиплекго) 1(щг . 5) является максимнзирукичим амплитудным селектором, т.е. Boonpon4H j,4iH otni Bvn логическую операцию Hpnppjn.iRnnrt логики (X1-,XpXM.)mnx(X, ,X,j) - опеВ частности, при объединении входов (выходов) на фиг. 1а в соответ ствни с фиг. 2 ( Ул У| 5 У«4 У$2 i Ч Уч ) выводное напряжение устройства и мультиплексор- ном режиме определяется выражением

У гри ,7ХВ; ХЬ-Х,Х2, . У2 при ,; X3/X2 X, У, при .

Здесь управление переключением каналов осуществляется по медианным значениям заданных комбинаций управ- ляющих переменных X1t Xg, Xj. В частности мультнплексор-демуль- лтлексор (фиг. 3) может быть использован в системах автоматического управления технологическими процессами (при выходе контролируемой переменной X, чл поле допуска ,-Х; осу- ществляется включение с помощью соответствующего мультиплексорного канала регулирующего устройства).

Как и для базовой схемы (фиг. 1) алгоритм управления для схемы (фиг.З) может быть изменен путем объединения соответствующих входов (выходов) мультшшексора-демультнплексора. В частностн, выходное напряжение (фиг,4) i

Х,Х,,

тает в режиме выделения медианы трех переменных, для которого

рацию выбора большей из двух переменных X,, X j.

Если в схеме (фиг. 5) одну из переменных Хц, приравнять к минимальному значению (Хц,) диапазона иэмеений переменных Х,-, Х-,, мультиплех- , р-демультиплексор (фиг. 5) являет ся мннимичнруюпим амплитудным селектором, воспроизводит базовую логическую операцию непрерывной логики

7,med(Xj,Xj ,Xjln,,,)nun(Xj,Xj) - операцию Г ы- ора меньшей и: дпух переменных Х-, Xj. Для переподл мультн- гшексора-демультигшексора п режим5

амплитудного селектировамня ил один из его входных выводов необходимо- подать положительное +Е или отрицательное Х.У/цин напряжения чнтания.10

На (Ьнг. представлены нехото- рые частные соединения выводов медианного мул ьтнг: леке ора-демуль тиилек- смра (Лиг. J) при использовании его ,ч качестве генератора типовых нелч- 15 иейных функций с одной и с двумя точками излома и (или) разрыва.

На фиг. 16 представлен график нос- нронэподгнои медианным льтнплек- ;ор.м-демультипле.кс. ром ( пт. И20

функции при его р.. и уультнплок- :-орпом режиме при v( vbi v,j .

ia фиг. 17 представлен. -унккнч , 4i44:pi.H3j3ii;;jiM in устройством ;ч:деле пгя медианной переменной (фиг-. 5),25

i,j ЛЈ ii.-.3j itjt H.J . 1Я-27 гр -дг.. (Ьунк ИИ , nOCMpfirl n ;iH -«H« уГТр Ч - I ч (ЛИГ. 1) ПрП НЮЬ- П-ЧГИ ( ГО HM iM;ic.I)

i соотмотг..-пин с Лиг. . Г иг . 18 тноептся к t-nr. 6, t,.n. 19 - к Чп . 7, фиг. 20 - . . Я, ;:г. 21 - .чг. f , :Ьиг. 2 - ь Лиг. Г),35

)иг. 21 - к Лиг. 1 I , 4ir. . - :.нг. 12, г ,иг, ) - ;. , иг. П, .-V:.- v.;- . - ., , нг. 7 - к ,Ч:г. I 5.

К.1.;:ос части ) Сиедпн нн :i:( дпь;х ь;подоп vtviH-ir :;.); му;:ьтнплсь гг рл-де- гу;П ТИплекс{ ра (фиг. 3) R залнспм тгн П1.;бора одной in трех упгаплччтгнх .мг ииь:х X,, Хп, , Т кач1. it - iaiu -MM j; i пг-ремонп . (var) пмк.-рн- -, VP г Гр-, (,v iK:;; M, H.i (Ьнг. 25 45 .: г--1Л Ьнк;| Лч 1кц; н . HOfnp-n - : ол; ч мх J J 1 т (V( r, 1 1 ) - о i F- i т ; i р ( У,-УЛГ ( . 1 ), X -var

30

40

зачерненными точками обозначены ин- пертирующие мультнплексорные входы).

Формула изобретения

Аналогояый гультиплексор-деьгуль- типлексор, содержлтий первый, второй и третий аналогоные релейные члемен- ты, каждый из которых пыполне р н; -е К()мпараторл, подключенного нычодом к упраилиюпгму пходу переключателя, гыходы-яходк переключателей перного и второго анллсмч рых релейных племен- топ соединены с перлыми ннформацнон- ным) пходамн-выходами яерек;1Ю ;ателей , соотпртстпенно птс рого ц третьего аналоговых релейных элементов, перрые входы компараторов второго и третьего аналоговых релейных элементом объединены и к первому vn- раплякчцсму уоду мул .тнг локгс рл-;; -- мультиплексора, выход-вход переключателя третьего аналогового релей IK iо элемента яп.тпс тгя первым информ.щнгн- нъ м выводом мультнплеусорт-дом л тя- н.чексорл , rii pi1 .:;- ;i ny.ip-.n i инфгр.чп :i;i- онные пхол.1 :-}( Xi ;; п рс-кл чател ПСР- вого а нал. г о релейного .1 -. : ; р -, нх; Л-;ч-1 .: перек.чк члтелн второго аналогового релейного элемента нвпчмтсп соответ т- пенно пторь;м, трет; им и четвертку ННформ а1Яончыч«;« тч :;-..-:,-;лмя мульт1 г:лск- сора-д« му.;.-; г;лектора , нтгрме к мглрл . : «г.-рог1 п грсгьг;.- лча- лого.П .Х роле;i : : чче емтон г;-чдУ:Г- чсПЫ СОо Г -Ю- Г : U Hli . ; И (р. И . 1МУ уггп1илч1 1 : « .- дам мулыпплек р - Дем « Тт,тнг;лексора , о т л и ч а I - а и и с я тем, что, с целью рлпчнр - ннн -Ьункциоиал ных потмо ностей чл счет ;к:п ч1 -п ц. длч управленич реклк че(нем an. ) ni-jTimi о . i

VIlp.JB T OrUIX i l pt 4i lii),:X , Ht M Я I...Р ре:7р; НЧ1- --.. УО -

p,p -;, ч-IT, is «xr:ii: h. i- .

г- рнть- jH f;:i- ьлмчат .:;:.

;м. J.viiK .,.: ,;: . (, ,:

( ;

, i ...;i- 1. ; ;-v /, n- X ( Ч , , Л , I - I Г i V.1 :

i .: :,- - --..и i И ), x : .-. -. ,.

) НГ. i) (J Vi . Mi l NMtei . p. ..:, ч Н i;;1;1 : v .ч 1;--1 ;; 1 i т.- т.1; ... :

.., :. O;.H . i .: I Г; Ц K. ll .

. i-1 ч .-:;о

p,p -;, ч-IT, is «xr:ii: h. i- .

t .x ;: iM ь Mi.i ;i,i T -p. : :HX iibi-:ог ЧЧ ;:: релеГ Ч x

г- рнть- jH f;:i- ьлмчат .:;:.

,;, .-.f- ;;.),-( ;(i i

C. :-,.

:ICN . ;:T :i, irp -bii1. и 5 т pof: .p-i :ii пн.. о ч:-Гч.ч ; . Д ЧЛ чнгтс-чьч ib poK.-i .-M.i T ;ii . : , ана тог о я. т

ptj;H ;:.4. г. .ч и и рвн1; s;H b.r.4 ::. ихгд-яг.х т. до:: -:чн геч1. - :-ерекл 1ч. П e:i PT , лл;-г-. .

р.1-;Н4. ГО Т СЧГНГ. : i B. M С Я П i

l ., .тьл1 и i- bvi,;M ч.,ч- f;v;:Ma ino ii:MMH Bi-i-ionav-n jv,- ri.-U b .--CD и г. 6

Фиг 7

Шин. 8

XL Г

зУ,

п S

11

9 Ю 13

Фиг.1

8 9 Ю

Фиг.Ь

(Шг.5

х, tШигЮ

шгт

Фиг.п

Фиг. 12

Фиг.гь

Фиг.П