Аналоговое мажоритарное устройство Советский патент 1980 года по МПК H05K10/00 

(54) АНАЛОГОВОЕ МАЖОРИТАРНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к области автоматики и электроники и может быть использовано при построении сйсггем автомйтического управления и контроля, создании функциональных преобразователей, моделировании различных процессов, а также при резервировании аналоговых цепей.

Известны устройства для мажоритарного выбора, содержащие диоднью схёйй выделения наибольшего и наименьшего сигналов 2.

Недостаток этих устройств состоит в том, что они не обеспечивают достаточной точности, надежности, имеют ограниченную область применения, не технологичйы в MWройке.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является аналоговое мажоритарное устройство, содержащее усилитель 3.

Недостаток этого устройства состоит в том, что при низких уровнях входных сигналов, оно перестает выполнять свои функции, т. е. имеет ограничение чувствйтёльнбстипо нижнему уровню входных сигналов, чтозначительно ухудшает точность, нaдeЖI 6efiSГ

сужает область применения устройства в системах управления, где входные сигналь

изменя1Ются от нуля io wakeййалбного значения. Кроме того, оно обладает другим существенным недостатком, заключающимся

в том, что устройство критично к величине нагрузки и не технологично в настройке, так как требует индивидуального подбора параметров входящих в него резисторов в соответствии с характерй1;тйка ми используемых диодов, а также нуждается в наличии дополнительного изолированного от земли источника питания.

Целью изобретения является повыщениё точности и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены коммутатор, компараторы, дешифратор, ключи, входы компараторов соединены с входами KOMjrfytatbpa, а выходы - с входами деи1ифратора, выходы

дешифратора через ключи соединены с управляющими входами коммутатора, выход которбго соединён с входом усилителя.

Функциональная схема мажоритарного устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит коммутатор 1, усилитель-2, компараторы 3-5, дешифратор 6, ключи 7-9, источники 10-12 входных сигналов, входы 13-15 коммутатбра, входы 16-21 и выходы 22-24 компараторов 3-5, входы 25-27 и выходы 28-30 дешифратора 6, управляющие входы 31-33 и выход 34 коммутатора 1, вход 35 и выход 36 усилителя 2, вход 37 коммутатора 1, вход 38 дешифратора 6.

Рассмотрим работу устройства на примере трех входных сигналов х i о, х i , и X 12 (индексы при х обозначают принадлеж-, Sffoetb Сигналов к соответствующему входу или выходу устройства), поступающих через коммутируемые входы 13-15 на коммутатор 1 и через входы 16-21 - на компараторы 3-5, где происходит сравнение входных сигналов по уровню.

12

lO ll l2

Устройство обладает высоким быстродействием. Запаздывание, вносимое устройством, определяется как

t.+ t,4-t

Ь K A.KF К

t ц время срабатывания(к6мп аратора

где

(не более 1 мкс), tд-г- время срабатывания дешифратора

(не более 60 не);

КА -время срабатывания ключа (не

более 1 мкс),

Ц - время включения коммутатора (не

более 1 мкс).

Благодаря применению буферного усилителя с единичным коэффицйёнтбй усилеПри X1 о х 11 xi 2 выход 22 компаратора 3 будет иметь высокий уровень сигнала, выход 23 компаратора 4 - низкий и выход 24 компаратора 5 - низкий уровень. Принимая высокий уровень за «1, низкий за «О,

на выходах 22, 23 и 24 компараторов 3, 4 и 5 имеем двоичный код «100.

Компараторы 3-5 соединены с выходами 25-27 дешифратора 6, выход 29 дешифратора 6 через ключ 8 соединен с управляющим входом 32 коммутатора 1. В коммутаторе 1

открывается канал, соответствующий прохождению сигнала xi i (средний из трех входных сигналов), поступающих на вход 35 усилителя 2, выход 36 которого является

выходом схемы, откуда снимается сигнал xi 1, При других соотношениях входных сигналов устройство работает аналоги1 1ым образом в соответствии с приведенной таблицей истинности работы устройства.

О

12

О

10

о

12

ОО

10

12

О

Ю 11 12

ния при наличии глубокой отрицательной обратной связи, устройство обладает большим входным и очень малым выходным сопротивлениями. Выходное напряжение копирует напряжение входного сигнала открытого канала коммутатора н не зависит от величины нагрузки. Чувствительность устройства определяется порогом срабатывания koMnapaTOpOB и не превышает 1-2 мВ, оно технологичйо в изготовлении, так как не требует настройки. Аналогичным образом

можно реализовать схему на любое нечетное количество входных сигналов.

Предлагаемое устройство в отлвчне от известных не имеет нижнего предела ограничения уровня входных сигналов, не требует дополнительного изолированного источника питания и настройки.

Формула изобретения

Аналоговое мажоритарное устройство, содержащее усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и наде:жности устройства, в него введены коммутатор, компараторы, дешифратор, ключи, входы компараторов соединены с входами коммутатора, а выходы - с входами дешифратора, выхрды дешифратора через ключи сое10 J0-

динены с управляющими входами коммутатора, выход которого соединен с входом усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 190664, кл. G 06 F 11/00, 1965.

2. Гильбо Е. П. и др. Обработка сигналов на основе упорядоченного выбора. М., «Сов. радио, 1975, с. 309, рис. 7, 9. 10 3. Авторское свидетельство СССР № 219919. кл. G 06 F 11/00, 1976 (прототип).