ПОРОГОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ ФОРМАЛЬНОГО НЕЙРОНА Советский патент 1967 года по МПК G06G7/60 

Известны пороговые элементы формальных нейронов на транзисторе и ферритовом сердечнике с возбуждающими, тормозящими, подмагничивающей и выходной обмотками.

Предлагаемый пороговый элемент отличается от известных тем, что он содержит дополнительный ферритовый сердечник с тормозящими, тактовой, выходной и подмагничивающей обмотками, а также дополнительную тактовую обмотку на основном сердечнике, причем тормозящие и выходные обмотки обоих сердечников соединены последовательно и согласно, а тактовые обмотки включены встречно по отнощению к обмоткам постоянного подмагничнвания с раздельной регулировкой тока смещения.

Это позволило расширить диапазон изменения порога в области положительных и отрицательных значений, включая нуль, и увеличить логические возможности формального нейрона.

Принципиальная схема предлагаемого порогового элемента формального нейрона изображена на чертеже.

Пороговый элемент состоит из ферритовых сердечников 1 и 2 с прямоугольной петлей гистерезиса; возбуждающих обмоток 3 и тормозящих обмоток 4, расположенных на сердечнике /; тормозящих обмоток 5, располол енных на сердечнике 2 и соединенных последовательно и согласно с соответствующими обмотками 4 на сердечнике /; тактовых обмоток 6 и 7; обмоток S и 5 постоянного подмагничивания, подключенных к различным источникам тока смещения (на чертеже не показано); выходных обмоток 10 и 11, расположенных соответственно на сердечниках / и 2 и соединенных последовательно; триода 12. Число витков в возбуждающих и тормозящих обмотках пропорционально их весовым коэффициентам, а намотаны они встречно друг другу. За единицу весового коэффициента принимают величину приращения напряженности магнитного поля при изменении порога на один щаг Дв. (Обычно А0 ЯГР , где Ягр - напряженность граничного поля, разделяющая гистерезисный и загистерезисный участки статической характеристики ферритового сердечника).

Таким образом, если за начало отсчета порога («нулевой порог - во) принять напряженность поля от тока в обмотке 8 подмагничивания, равной Ягр (во Hj.p), то Qt, 2Ягр , вг ЗЯгр , в„ (л + 1)Ягр . В этом случае число витков в тактовой обмотке 6 выбирают таким, чтобы импульс, проходящий по ней создавал напряженность поля, равную 2Ягр . Т. е. при нулевом пороге во и равенстве нулю суммы возбуледающих и тормозящих сигналов импульс, поданный в обмотку 6, перемагничивает сердечник 1 из состояния «1 в состояние «О.

Напряженность поля от тока смещения в обмотке 9 подмагничивания, соответствующая максимальному отрицательному значению порога в„ , выбирается равной Ягр , а в связи с тем, что Дв ЯГР , легко видеть, что 01 тЯгр . При таком условии число витков в тактовой обмотке 7 выбирается таким, чтобы нри нрохождении тактового И1мпульса создавалась напряженность поля, равная (т + 2) ЯГР .

Таким образом, если порог принимает положительное значение или нуль, то пропорционально этому числу изменяется величина тока смещения в обмотке 8 постоянного подмагничивания, а величина тока смещения в обмотке 9 устанавливается такой, чтобы создаваемая им напряженность поля Я удовлетворяла неравенству Н (m + 3)Hfp. При этом, даже при отсутствии сигналов в тормозящих обмотках, тактовый импульс, подаваемый в обмотку 7, не Б состоянии перемагнитить сердечник 2 из состояния «1 в состояние «О и в выходной обмотке // не наводится э.д.с., так как рабочая точка сердечника 2 перемещается по верхнему пологому участку петли гистерезиса. Если сумма возбуждающих и тормозящих сигналов, поданных в обмотки 3 и 4, меньще величины установленного положительного порога, то напряженность поля от возбуждающих обмоток и тактовой обмотки 6 не достаточна для перемагничивания сердечника / из состояния «1 в состояние «О и его рабочая точка перемещается по верхнему пологому участку летли гистерезиса (в выходной обмотке 10 э.д.с. практически отсутствует и триод 12 заперт). Если же суммарная напряженность поля от входных сигналов больще или равна порогу, то произойдет перемагничивание сердечника 1 из «1 в «О и в обмотке 10 наведется э.д.с., открывающая триод 12. По окончании действия входных и тактового сигналов сердечник / нод действием поля ностоянного иодмагничивания возвратится в состояние «1.

Когда необходимо установить отрицательiioe з ;ачение порога, то и в обмотке 9 устанавливается величина тока смещения, пропорциональная этому значению порога, а в обмотке 8 - величина тока, соответствующая нулевому порогу 9о. В таком состоянии, если алгебраическая сумма весовых коэффициентов

возбужденных входных волокон больще или равна нулю, то перемагнитится сердечник / из состояния «1 в состояние «О, в обмотке 10 наведется э.д.с., открывающая триод 12. Если же алгебраическая сумма больще установленного отрицательного значения порога, но меньще нуля (во), то перемагнитится сердечник 2 из состояния «1 в состояние «О и триод 12 откроется за счет э.д.с. в обмотке //. Если же алгебраическая сумма весов возбужденных входиых волокон меньще установленного норога, то перемагничивания сердечников / и 2 не произойдет, и триод 12 останется закрытым.

Предмет изобретения

Пороговый элемент формального нейрона на транзисторе и ферритовом сердечнике с возбуждающими, тормозящими, подмагничивающей и выходной обмоткад™, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона изменения норога в области положительных и отрицательных значений, включая нуль, и увеличения логических возможностей формального нейрона, он содержит дополнительный ферритовый сердечник с тормозящими, тактовой, выходной и нодмагничивающей обмотками, а также дополнительную тактовую обмотку на основном сердечнике, нричем тормозящие и выходные обмотки одного сердечника соедииены носледовательно и согласно с соответствующими обмотками другого сердечника, а тактовые обмотки включены встречно по отнощению к обмоткам постоянного подмагничиваиия, нодсоединенным к различным источпикам тока смещения.