устройство для воспроизведения функции равенства
Классы МПК: | G05B1/02 для сравнения аналоговых сигналов H03K5/24 сравнение амплитуд |
Автор(ы): | Волгин Л.И. |
Патентообладатель(и): | Ульяновский политехнический институт |
Приоритеты: |
подача заявки:
1994-08-04 публикация патента:
20.09.1997 |
Изобретение относится к области автоматики и аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для фиксации равенства двух аналоговых сигналов, для выделения амплитудно-временных координат пересечения двух аналоговых однополярных процессов и др. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. В устройство, содержащее последовательно соединенные дифференциальный усилитель и формирователь модуля, введены первый амплитудный селектор, воспроизводящий функции бесконечнозначной логики
, и второй амплитудный селектор, воспроизводящий функцию
, первые входы первого и второго амплитудных селекторов присоединены к инвертирующему входу устройства, а их вторые входы присоединены к выходу формирователя модуля, входы первого и второго амплитудных селекторов объединены и образуют выход устройства. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921t.gif)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-2t.gif)
Формула изобретения
Устройство для воспроизведения функции равенства, содержащее дифференциальный усилитель с большим коэффициентом усиления, первый и второй входы которого являются соответственно инвертирующим и неинвертирующим входами устройства и формирователь модуля, вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, отличающееся тем, что в устройство введены первый амплитудный селектор, воспроизводящий функцию бесконечнозначной логики![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-16t.gif)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-17t.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области автоматики и аналоговой вычислительной техники и может быть использовано для фиксации равенства двух аналоговых сигналов x1 и x2 с выделением сигнала x1 x2 xi на выходе устройства, для выделения амплитудно-временных координат пересечений двух аналоговых однополярных процессов x1(t) и x2(t) и др. Известны устройства для воспроизведения функции равенства двух сигналов![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-4t.gif)
(см. например, статью "Некоторые вопросы нейтронной логики" в кн. "Вопросы бионики", М. Наука, 1967, стр. 170, рис. 7, в). Недостатком известных устройств является ограниченные функциональные возможности, так как функция равенства eqv(x1, x2) воспроизводится только для положительных сигналов x1>0, x2>0. Наиболее близким к предлагаемому схемному решению является устройство, построенное на трех формальных нейронах с возбуждающим и тормозящим входами (см. Н. В.Позин. Моделирование нейронных структур. М. Наука, 1970, стр. 85, рис.33). Прототип обладает тем же недостатком, т.е. искомая функция eqv(x1, x2) воспроизводится только для положительных значений x1>0, x2>0. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет воспроизведения функции равенства как для положительных (x1>0, x2>0) так и отрицательных (x1<0, x2<0) значениях аргументов x1 и x2. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные дифференциальный усилитель и формирователь модуля, введены первый амплитудный селектор, воспроизводящий функцию бесконечнозначной логики
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-5t.gif)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-6t.gif)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-7t.gif)
где K R2/R1 коэффициент усиления дифференциального усилителя 1, R1 и R2 соответственно сопротивления резисторов R1 и R2. Выходные напряжения первого 3 и второго 4 амплитудных селекторов определяются соответственно выражениями
z11 max(0, x1 y), z22 min(0, x1 + y). Выходное напряжение устройства определяется суммой z z11 + z22 выходных напряжений первого 3 и второго 4 амплитудных селекторов (AC)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-8t.gif)
При x1>0 выходное напряжение z22 второго амплитудного селектора 4 равно нулю, а выходное напряжение z11 первого амплитудного селектора 3 при достаточно большом коэффициенте усиления K определяется выражением
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-9t.gif)
Этим же выражением определяется выходное напряжение z22 второго амплитудного селектора 4, когда x1<0 (при x1<0 выходное напряжение z11 0). Если выходные напряжения x1, x2
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090006/8712.gif)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090707/8743.gif)
Если напряжение x1 не изменит свою полярность, то при x1>0 в схеме по фиг. 1 второй AC 4 может быть удален, соответственно при x1<0 может быть удален первый AC 3. Погрешность воспроизведения функции равенства определяется выражением
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090173/947.gif)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090068/8773.gif)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090068/8773.gif)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090010/177.gif)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090068/8773.gif)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090010/177.gif)
На фиг. 2, а изображена одна из возможных схем, являющейся базовой для построения первого 3 и второго 4 амплитудных селекторов. На фиг.2,б представлено ее условное изображение. Выходные напряжения по первому U1 и второму U2 выходам амплитудного селектора по фиг.2 определяются соответственно выражениями
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-10t.gif)
При
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-11t.gif)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-12t.gif)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-13t.gif)
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-14t.gif)
По третьему дополнительному выходу Z3 устройство является усилителем модуля разности двух сигналов, так как
![устройство для воспроизведения функции равенства, патент № 2090921](/images/patents/382/2090921/2090921-15t.gif)
Таким образом, в отличие от прототипа предложенное схемное решение воспроизводит функцию равенства при любой согласованной полярности (sign x1 sign x2) входных сигналов x1 и x2 при одинаковой с прототипом точности, что расширяет функциональные возможности устройства. При этом предложенное схемное решение в отличие от прототипа воспроизводит более широкий класс функций, что также расширяет его функциональные возможности.
Класс G05B1/02 для сравнения аналоговых сигналов
Класс H03K5/24 сравнение амплитуд
двухпороговый регенераторный компаратор - патент 2426222 (10.08.2011) | ![]() |
быстродействующий компаратор амплитуды напряжения импульсов на логической цифровой микросхеме - патент 2393630 (27.06.2010) | ![]() |
дифференциальный усилитель - патент 2380827 (27.01.2010) | ![]() |
устройство для сравнения сигналов - патент 2327279 (20.06.2008) | ![]() |
устройство селекции выбросов случайных процессов - патент 2300803 (10.06.2007) | ![]() |
ранговый фильтр - патент 2284652 (27.09.2006) | |
ранговый фильтр - патент 2284651 (27.09.2006) | |
ранговый фильтр - патент 2284650 (27.09.2006) | |
селектор каналов с максимальными положительными и отрицательными сигналами - патент 2277297 (27.05.2006) | |
паритетный распознаватель - патент 2176103 (20.11.2001) |