Многопороговый функциональный преобразователь Советский патент 1991 года по МПК G06G7/25 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике и может быть использовано для мультиплексирования и демультиплексирования аналоговых сигналов, для воспроизведения линейно-изломных и линейно-разрывных функций с точками излома и (или) разрыва, в качестве функциональных преобразователей для квантования сигналов для одностороннего и двухстороннего ограничения сигналов, в качестве режекторных и селекторных фильтров уровней сигнала и др.

Цель изобретения - повышение быстродействия и нагрузочной способности.

На фиг. 1 представлена схема преобразователя при п 4; на фиг. 2 - схема релейного элемента; на фиг. 3 - типовые соединения входных выводов преобразователя при п 2 и графики воспроизводимых при этом функций; на фиг. 4 - преобразователь при работе в качестве позиционного демультиплексора и позиционного коммутатора при п 2; на фиг. 5 - графики напряжений на выходах коммутатора при п 3.

Схема преобразователя содержит п аналоговых релейных элементов 1 (для фиг.

1п 4). Каждый релейный элемент (фиг. 2) содержит компаратор 2, замыкающий 3 и размыкающий 4 ключи. Выход компаратора

2подключен к управляющим входам ключей Зи4.

Если напряжение на неинверсном входе компаратора 2 больше напряжения на его инверсном входе, то ключ 3 замкнут, а ключ 4 разомкнут, Если напряжение на не- мнверсном входе меньше напряжения на его инверсном входе, имеем обратную картину.

Первые (инверсные) входы всех компараторов 2 объединены и присоединены к управляющему входу преобразователя, на который подается управляющее напряжение х. Вторые (неинверсные) входы компараторов 2 релейных элементов 4 присоединены соответственно к входам значения пороговых напряжений XL X2. .... Хп, причем xi Х2, .,., хп.

Первый и второй входы ключей первого релейного элемента и входы ключей 4 остальных релейных элементов присоединены соответственно к первому, второму и т. д. и n-му информационным входам преобразователя, на которые подаются соответственно коммутируемые сигналы yi, y2, ....

Уп+1.

Выход ключа 4 в каждом предыдущем релейном элементе соединен с входом ключа 3 последующего релейного элемента. Выходы ключей 3 всех релейных элементов и выход второго ключа 4 последовательно tiro релейного элемента объединены и присоединены к выходу преобразователя.

На фиг. За представлено условное изображение преобразователя по фиг. 1 при его работе в мультиплексорном режиме.

Выходной сигнал МДМ определяется выражением

Z- Z1+Z2+...+Zn+Zn-H yi 1(Х1-Х)+У21 (Х-Х1) I(X2- -X)+...+yn I (х-Хп-0 I (Хп-х) + Уп+1 I (х-Хп),

где l(x) - единичная функция, равная единице при х 0 и нулю при х 0;

zi, 22zn - сигналы на выходах ключей

3первого, второго до n-го релейных элементов;

zn+i - выходной сигнал на выходе ключа

4n-го (последнего) релейного элемента.

Отсюда следует, что преобразователь по фиг. 1 воспроизводит логическую функцию позиционного мультиплексирования, т. е. fyi при ,

У2 ПРИ ,

z

уп при хп-1 х Хп.

5

0

5

0

5

0

5

1 Уп+1 при хп X.

При yi 0, уг 0, уз 0 и п 2 (фиг. За) преобразователь является устройством до- пускового контроля; при у2 х (фиг. 36) - двусторонним параллельным ограничителем напряжения; при уг-у2% х (фиг. Зв) - односторонним ограничителем напряжения; при yi уз-х и у2 0 (фиг. Зг) - режек- торным фильтром уровней сигнала х. При У1 У2 Оиу2 х (фиг. Зд) преобразователь является селекторным фильтром уровней сигнала х.

Если z является входным сигналом, a yi являются выходными сигналами, то преобразователь по фиг. 1 является позиционным мультиплексором (фиг. 4).

Таким образом, в предлагаемом решении выходное сопротивление уменьшается примерно в п/2 раз. Соответственно во столько же раз увеличивается нагрузочная способность МДМ по фиг. 1, т. е. сопротивление нагрузки при всех прочих равных условиях может быть уменьшено в п/2 раз. Во столько же раз уменьшается и погрешность коэффициента передачу МДМ, обусловленная нестабильностью прямых сопротивлений ключей.

Поскольку ключи обладают собственными паразитными емкостями, то в предлагаемом решении в п/2 раза уменьшается и время задержки сигнала, т. е. имеем увеличение быстродействия по сравнению с прототипом в п/2 раза.

Предлагаемый Преобразователь позволяет расширить и функциональные возможности.

Если в схеме по фиг. 1 выходными сигналами считать напряжения zi, 22zn, Zn+1

(для этого объединенные входы релейных элементов 1 в схеме по фиг. 1 необходимо разъединить), то приходим к схеме позиционного коммутатора (фиг. 5 при п 2), воспроизводящего логическую функцию позиционного коммутирования: , ... при |

, ... при Х,Х Х2 V

Zn+l yn+i; ... при J

На фиг. 5 представл§ны графики выходных напряжений по фиг. 1 при его работе в режиме позиционного коммутатора при п 3. Схема по фиг. 1 может быть использована в качестве базовой для построения позиционного коммутатора путем разъединения объединенных выходов релейных элементов.

Формула изобретения Многопороговый функциональный преобразователь, содержащий N аналоговых релейных элементов, каждый из которых выполнен в виде компаратора, подключенного выходом к управляющим входам размыкающего и замыкающего ключей, первые входы компараторов N аналоговых релейных элементов объединены и подключены к управляющему входу преобразователя, а вторые входы компараторов - к соответствующим входам задания пороговых напряжений, входы замыкающего и размыкающего ключей первого аналогового

релейного элемента соединены соответственно с первым и вторым информационными входами преобразователя, входы размыкающих ключей аналоговых релейных элементов, начиная с второго, подключены

к соответствующим информационным входам преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и нагрузочной способности, выход раз- мыкающего ключа предыдущего

аналогового релейного элемента подключен к входу замыкающего ключа последующего аналогового релейного элемента, а выходы замыкающих ключей аналоговых релейных элементов и выход размыкающего ключа Nго аналогового релейного элемента подключены к выходу преобразователя.

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике. Цель изобретения - повышение быстродействия и нагрузочной способности. Устройство содержит аналоговых релейных элементов 1. каждый из которых включает в себя компаратор 2, управляющий состоянием ключей 3, 4, Первые входы компараторов объединены и образуют управляющий вход преобразователя, на вторые входы компараторов подаются в порядке возрастания пороговые напряжения. Входы ключей 3 и 4 первого релейного элемента и входы ключей 4 остальных релейных элементов образуют информационные входы преобразователя. Выход ключа 4 каждого предыдущего реяей- ного элемента соединен с входом ключа 3 последующего релейного элемента, а выходы ключей 3 всех релейных элементов и выход ключа 4 последнего релейного элемента объединены и присоединены к выходу преобразователя. 5 ил. И ON V| Ю СЛ О V

Фиг.1

г з Фиг.5