УСТРОЙСТВО для ЛЮДЕЛИРОВАКИЯ ПРОЦЕССА САМОВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ Советский патент 1969 года по МПК G06G7/48 

Описываемое устройство относится к области специализированных моделирующих устройств, используемых в демонстранионных целях.

Известные устройства для решения поставленной задачи, содержащие многополюсники, взаимосвязываемые между собой, и генератор импульсов, сложны либо вследствие, большого числа нереализуемых связей, либо вследствие сложности многополюсников, каналов связи между ними, либо числом соединений генератора импульсов.

Предлагаемое устройство отличается тем, что для его упрощения часть многополюсников взаимосвязана либо непосредственно, либо через нелинейные сопротивления неоновых ламночек, причем все многополюсники одного вида связаны между собой общей шиной, а генератор импульсов соединен со всеми многополюсниками системы.

Устройство модели процесса самовоспроизведения состоит из большого числа (десятки, сотни и даже тысячи - в зависимости от решаемой задачи) многополюсников. Все они разбиты на примерио одинаковые группы одноименных многополюсников, имеющих одинаковые отличительные признаки, например одинаковые буквенные обозначения С или Д, В и т.д. Пеобходимое количество таких групп определяется сложностью задаваемых и воспроизводимых структур.

На чертеже изображен участок схемы предлагаемого устройства, насчитывающий минимальное количество элементов, необходимое для пояснения принципа его действия. Этот участок состоит из четырех многополюсников (на чертеже каждый из них обведен пунктирной рамкой), из которых многополюсники С и Д составляют участок первичной цепочки, подлелчащей воспроизведению, а многополюсники С и Д, одноименные с нервыми, служат «строительным материалом для образования копии соответствующего участка первичной структуры. Позициями 1-6 на чертеже обозначены полюсы многополюсников.

Правые полюсы 3 к 4 ;каждого млопополюсника соединены с соответствующими левыми полюсами 1 и 6 всех одноименных многополюсников, входящих в модель самовоспроизведения. Пижлие полюсы 5 .каждого многонолюсника соединены с верхними полюсами 2 всех без исключения многополюсников системы. На чертеже от каждого полюса многополюсника помимо связей, изображенных полностью, отходит веер расходящихся отрезков прямых. Они отображают связи данного полюса мдогополюсника с нолюсами многополюсников, иаходяш.имися за пределами расщие существенного значения при пояснении механизма работы устройства. Связь каждого многоиолюскика с комму1атором стимулирующих импульсов, выходы которого нрисоединены к гнездем многополюсников, отмечена специальным знаком импульса.

Связи между полюсами многополюсников осуществляются с помощью однопроводных линий, в линии, соединяющие полюса 2 и .3 включены, кроме того, нелинейные двухполюсники с отрицательным участком вольт-амперной характеристики. Примером таких элементов являются индикаторные лампы, которые на чертеже обозначены позицией 7.

Каждый мно.гополюсник имеет по два основных {2 и 5) и но четыре вспомогательных (I и 3, 4 и 6) полюса. Полюса J и 6 предназначены для присоединения многополюсника к многололюснику первичной или ранее образовавшейся структуры, полюса 3 и 4 - для присоединения одноименного Л1ногоиолюсника вновь образующейся цепочки, а полюса 2 и 5 - для соединения многонолюсников в цепочечные или кольцевые структуры.

Многонол осники содержат кнопкн 8 и 9, используемые при образовании первичной структуры вручную, источник постоянного напряжения 10 и реле 11 и 12, служащие для образования активных (то есть сопровождаемых циркуляцией но ним тока и горением неоновой лампы) связей между многополюсниками ири соединении их в цепочки. Реле 12, кроме того, второй нарой своих контактов вызывает появление па полюсе 4 относительно полюса 5 разности потенциалов, которая равна э.д.с. батареи 13, что необходимо для присоединения к рассматриваемому многополюснику одноименного многополюсника из числа не имеющих активных связей.

Импульсы, стимулирующие образоваиие новых структур, ноступаюг в порядке случайной очередности на многополюсники системы. Здесь они иодаются на обмотку.реле 14, которое своими контактами включает цепь опознавания одноименных многополюсников, объединяемых общими щинами, подключенными к нолюсал; / и 3, 4 и 6. Многополюсники содержат так;ке диоды 15, обеспечивающие однонаправленное протекание тока в цепи оиознавания, и резисторы 16-20, обеспечивающие требуемый режим работы цепей многополюсника.

Критерием образования активной связи между многополюсниками можно считать горение неоновой ламиы, включенной между их полюсниками. Пусть напряжения источника 10 достаточно для зажигания неоновой ламиы только при закорачивании резисторов 17 и 19 многополюсников, между которыми образуется активная связь. Аналогично можно принять, что нанряжения батареи 13 достаточно длязажигания лампы 7 между элементами С и Д через горящий промежуток неоиовой лампы,

конец, время срабатывания реле 12 заведомо меньше времени срабатывания реле 11 в любом многополюснике.

Образоваиие участка первичной цепочки, состоящей из многополюсника С и присоединенного к его полюсу 5 многополюсника Д, осуществляется нажатием кнопки 9 многополюсника С, а затем кнопки 8 многополюсника Д. После этого обе кнопки отпускают. Однако ламна 7 продолжает гореть, фиксируя образование активной связи между этими многополюсниками.

Обеспечивается это благодаря самоблокированию реле 12 многополюсника С и реле 11

многополюсника Д по цепи: источника 10 многополюсника Д, резистор 17, контакты реле //, об.мотка реле //, полюс 2 многополюсника Д, участок соединительной линии, неоновая индикаторная лампа 7, второй

участок соединительной линии, полюс 5 многонолюсника С, обмотка реле 12, контакты реле 12, резистор 19, земляная шина многополюсника С, земляная шина многополюсника Д, «- источника 10 многополюсника Д.

Диалогично осуществляют образование связей между другими многополюсниками первичной цепочки. При описанной последовательности нажатия кнопок 9 и 8 паразитные связи между многополюсниками (то есть связи через один или два многополюсника сразу) образоваться не могут, так как параллельно включенные отрицательные нелинейные элементы (неоновые лампы) не могут одновременно находиться в проводящем состоянии изза резистивной связи между ними через общий резистор 17.

Одновременно с образованием первичной структуры создаются предпосылки для присоединения к ее многополюсникам одноименных многополюсников. Такая предпосылка создается сразу же после образования у рассматриваемого многополюсника связи вниз (от полюса 5). Суть ее состоит в появлении разности нотенциалов между полюсами 4 и 5

многополюсника, подготовленного к присоединению одноименного многополюсника из пассивной части схемы. Источником этой разности потенциалов является батарея 13, включаемая верхней нарой контактов реле 12.

Самопроизведение означает автоматическое образование в рассматриваемом устройстве одной или нескольких новых структур, число многополюсников в каждой из которых и порядок их соединения друг с другом точно копируют первичную структуру. Применительно к рассматриваемому участку устройства это означает, что мкогонолюсники С и Д, не имевщие до этого активных связей друг с. другом

или с другими многополюсниками, должны объединяться в цепочку, причем многополюсник Д должен присоединиться к полюсу 5 многополюсника С, точно так же, как это имеет место у многополюсников С и Д первичной

Требуемое соединение многополюсников С и Д происходит при подаче па многополюсник С стимулирующего импульса от коммутатора случайных импульсов; Этот импульс поступает на обмотку реле 14 этого многополюсника и вызывает замыкание его контактов на время, равное длительности импульса. Однако это время оказывается достаточным для зажигания неоновой лампы, включенной между полюсами 5 и 2 многополюсников С и Д. Осуществляется зажигание от батареи 13 постоянного напряжения. Плюс батареи через полюс 4 многополюсника С, соединительную линию, полюс 6 многополюсника С, контакты реле М, диод /5, обмотку реле 12, полюс 5 многополюсника С и участок соединительной линии поступает на один электрод неоновой лампы. Минус батареи через резистор 20, контакты реле 12, полюс 5 многополюсника С, участок соединительной линии, горящий промежуток неоновой лампы 7, второй участок соединительной линии, полюс 2 многополюсника Д, резистор 18, полюс .3 многополюсника Д, соединительную линию, полюс / многополюсника Д, резистор 16, обмотку реле 11, полюс 2 многополюсника Д и участок соединительной линии-на второй электрод этой лампы.

Горение неоновой лампы, соединяющей элементы С и Д, поддерживается источником 10 многополюсника. Ток протекает от полюса источника через резистор 17, контакты и обмотку реле //, полюс 2 многополюсника Д, участок соединительной линии, лампу 7, второй участок соединительной линии, полюс 5 многополюсника С, обмотку реле 12, контакты реле 12, резистор 19, земляную шину многополюсника С, земляную шину многополюсника Д на минус источника 10 многополюсника Д. По описанной цепи горение неоновой лампы поддерживается и после окончания

стимулирующего импульса, поступившего на элемент С, чло соответствует образованию между многополюсниками С и Д требуемой устойчивой активной связи. Аналогично происходит присоединение следующих многополюсников цепочки к многополюсникам С и Ди т. д. Образование паразитных связей в «дочерней цепочке исключается, поскольку напряжение батареи 13 недостаточно для зажигания сразу двух последовательно соединенных неоновых ламп (одна в первичной цепочке, соединяющая не рядом расположенные ее многополюсники, а вторая в «дочерней цепочке, соединяющая соответствующие одноименные многополюсники, активная связь между которыми не иметь места), а также, потому, что неоновая индикаторная лампа в проводящем состоянии снижает напряжение на других неоновых индикаторных лампах, обслуживающих паразитные связи между многополюсниками (через один, через два и т. п.) до величины, недостаточной для их зажигания, за счет наличия в цепях их питания общих сопротивлений.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования процесса самовоспроизведения, содержащее многополюсники, линии связи между ними и генератор импульсов, отличающееся тем, что, с целью его упрощения, многополюсники, соединяющиеся в задаваемые цепочечные или кольцевые структуры, взаимосвязаны либо непосредственно, либо через нелинейные сопротивления неоновых лампочек, причем все многополюсники одного вида связаны между собой общей шиной, а выходы генератора импульсов соединены первыми шинами со всеми линиями связи между однотипными многополюсниками системы, а вторыми - с соответствующими входами многополюсников.