Аналоговый ранговый процессор Советский патент 1990 года по МПК G06G7/52 G06G7/12 

Изобретение относится,к автоматике и аналоговой вычислительной технике, и может быть использовано для ранжирования сигналов, для выделения заданной порядковой статистики (минимума, максимума, медианы и т.д) из множества аналоговьрх сигналов.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия.

На фиг.1 представлена блок-схема процессора; на фиг.2 - схема аналогового релейного элемента;, на фиг.З - схема элемента допускового контроля, ( Аналоговый ранговый процессор содержит п идентичных сопроцессоров , каждый из которых имеет вход 2 ранжируемого сигнала, вход 3 переноса аналогового сигнала, вход 4 задания нижней границы задаваемого ранга, вход 5 задания напряжения верхней границы задаваемого ранга, выход 6, вход 7 задания опорного напряжения, информационные входы 8„ п - 1 аналоговых релейных элементов 9, (п-1)- входовой сумматор 10 и элемент 11 до- пускового контроля, выполненный в виде сдвоенного аналогового релейного элемента 12.

Каждый аналоговый релейный элемент (фиг.2) содержит компаратрр 13 и переключатель 14.

Каждый сдвоенный аналоговый релейный элемент 12 (фиг.3 ) содержит компараторы 15 и 16 и переключатель 17.

Аналоговый ранговый процессор работает следующим образом.

На входы процессора подаются п

аналоговых сигналов х,

На

40

л и

входы 2 ранжируемых сигналов каждого сопроцессора подается один из этих сигналов. На информационные входы 8 каждого сопроцессора подаются сигналы - все, за исключением того, кото- рый подан на вход 2 ранжируемого сигнала. В каждом сопроцессоре 1-, содержащем п-1 аналоговых релейных элементов 9, эти сигналы сравниваются. Сравнение производится таким обПри выполнении этого неравенства на выходе релейного элемента 12 появляется сигнал, подаваемый на вход 2. При невыполнении этого неравенства переключатель 17 элемента 12 пропускает -сигнал с входа 3 переноса,к кото рому подключен выход предыдущего сопроцессора. Таким образом, можно выделить сигнал с любым заданным рангом V- , для которого V п. Предположим, что среди входных сигналов нет равных и заданный ранг V- п. Тогда заданноразом, что сигнал с входа 2 ранжиру-му рангу Vj соответствует единственный сигнал х . При этом все сопроцессоры, за исключением 1-го, находятся в состоянии переноса. Сигнал х. подается только на тот сопроцессор, у которого выполняется неравенство, Таким образом, на выходе имеется тол ко один сигнал х.. Допустим, что сре ди входных сигналов есть равные х

емого сигнала сравнивается со всеми сигналами с входов 8. В аналоговом релейном элементе 9 на выходе может. быть либо нулевое напряжение, либо постоянное напряжение Е, в зависимое ти от соотношения сигналов на входе компаратора релейного элемента 9, Функция, описывающая работу аналого

вого релейного элемента, имеет следующий вид:

(xr m +0-Kxm-x) -Е (х.-х,

О, х 0;

где 1(х)

1, х 0,

Здесь х. - ранжируемый сигнал;

сравниваемые сигналы. Выходы релейных элементов 9 в каждом сопроцессоре подключены к (п-1 )- входовому сумматору 10. На выходе сумматора имеет место следующая функция:

5ГЕ l,I(xrV i.т.е. отношение Sj/Е равно количеству сигналов, для которых х ( х где

meЈl ,2,. .. ,п ). Сигнал S; подается на элемент 12 допускового контроля, который сравнивает напряжение S; с допусковыми напряжениями U , и U4, поданными соответственно на входы 4 и 5. Напряжения U1 и U выбирают следующим образом. Если необходимо выбрать сигнал с рангом V:, тогда 11, ()-E и Ut(Vj+ 1/2).Е. Сигнал х j обладает заданным рангом, если выполняется неравенство

U

,S- U4.

0

При выполнении этого неравенства на выходе релейного элемента 12 появляется сигнал, подаваемый на вход 2. При невыполнении этого неравенства переключатель 17 элемента 12 пропускает -сигнал с входа 3 переноса,к которому подключен выход предыдущего сопроцессора. Таким образом, можно выделить сигнал с любым заданным рангом V- , для которого V п. Предположим, что среди входных сигналов нет равных и заданный ранг V- п. Тогда заданному рангу Vj соответствует единственму рангу Vj соответствует единствен55

ный сигнал х . При этом все сопроцессоры, за исключением 1-го, находятся в состоянии переноса. Сигнал х. подается только на тот сопроцессор, у которого выполняется неравенство, Таким образом, на выходе имеется только один сигнал х.. Допустим, что среди входных сигналов есть равные х

51

х , тогда будут равны и значения S,S . Если не удовлетворяют неравенству U, S. Sm Ut, то выде- ляется соответствующий сигнал с заданным рангом. Если же S.S удовлетворяют этому неравенству, то на выходе соответствующих сопроцессоров появляются сигналы, но так как сопроцессоры 1. имеют вход переноса, то на выходе появляется только тот сигнал, который ближе всего к выходу т.е. на выходе будет сигнал хмс,кс(,т

Формула изобретения

Аналоговый ранговый процессор, содержащий сопроцессор, включающий в себя п-1 аналоговых релейных элементов, каждый из которых выполнен в виде компаратора, подключенного выходом к управляющему входу переключателя, выходы переключателей соединены с соответствующими входами (п-1)-входового сумматора, первые и вторые информационные входы пере- ключателей соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и с шино опорного напряжения, первые входы компараторов (п-1 )-х аналоговых релейных элементов объединены и являются входом ранжируемого сигнала сопроцессора, а вторые входы компараторов являются соответствующими информационными входами процессора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, он содержит (п-1) идентичных дополнительных сопроцессоров, в каждый из п сопроцессоров дополнительно введен элемент допускового контроля, выполненный в виде сдвоенного аналогового

5

0

6

5 5 0

0

276

релейного элемента, содержащего два компаратора и переключатель, выход первого компаратора элемента допускового контроля соединен со стробирую- щим входом второго компаратора, подключенного выходом к управляющему входу переключателя элемента, первый информационный вход которого соединен с объединенными первыми входами компараторов соответствующего сопроцессора, а второй информационный вход и выход являются соответственно входом переноса аналогового сигнала и выходом сопроцессора, первые входы первых компараторов элементов допускового контроля всех сопроцессоров объединены и являются входом задания напряжения нижней границы задаваемого ранга, а вторые объединенные входы вторых компараторов этих элементов - входом задания напряжения верхней границы задаваемого ранга, первые входы второго и вторые входы первого компараторов в каждом элементе допускового контроля объединены и соединены с выходом сумматора соответствующего сопроцессора, выход 1-го (,...,п-1 ) сопроцессора соединен с входом переноса аналогового сигнала (i+1)-ro сопроцессора, вход переноса аналогового сигнала первого сопроцессора подключен к шине нулевого потенциала, а выход n-го сопроцессора является выходом процессора, вход ранжируемого сигнала 1-го сопроцессора соединен с i-м информационным входом процессора, а его информационные входы подключены к остальным (п-1 )-м соответствующим информационным входам процессора.

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для ранжирования сигналов, для выделения заданной порядковой статистики (минимума, максимума, медианы и т.д.) из множества аналоговых сигналов. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия. Аналоговый ранговый процессор содержит N идентичных сопроцессоров 1₁ - 1_N, каждый из которых имеет вход 2 ранжируемого сигнала, вход 3 переноса аналогового сигнала, вход 4 задания нижней границы задаваемого ранга, вход 5 задания напряжения верхней границы задаваемого ранга, выход 6, вход 7 задания опорного напряжения, (N - 1) аналоговых релейных элементов 9, (N - 1)-входовой сумматор 10 и элемент 11 допускового контроля, выполненный в виде сдвоенного аналогового релейного элемента 12. Каждый аналоговый релейный элемент содержит компаратор и переключатель. Каждый аналоговый релейный элемент содержит компаратор и переключатель. Каждый сдвоенный аналоговый релейный элемент 12 содержит компараторы и переключатель. Достижение поставленной цели обеспечивается благодаря введению в процессор N-1 дополнительных сопроцессоров и дополнению каждого из N сопроцессоров элементом допускового контроля в виде сдвоенного аналогового релейного элемента. 3 ил.