Мажоритарное устройство

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТБЛЬСТВУ(22) Заявлено 1709,79 (21) 2819737/18-24 (51)М. КЛ,с присоединением заявки йо С 06 Г 11/00 Н 03 К 19/42 Государственный комитет СССРно делам изобретений н открытий(23) Приоритет Опубликовано 07,11.81, Бюллетень Но 41 Дата опубликования описания 07. 11. 81(54) МАЖОРИТАРНОЕ УСТРОЙСТВО ИЗобретение относится к радиоэлектронной технике, а именно к устройствам, выполняющим мажоритарное преобразование аналоговых сигналов, заданных электрическим напряжением (током)Известно аналоговое мажоритарное устройство, имеющее одновременно высокую точность, быстродействие, способность сохранять работоспособность при отказе элементов, входящих в их состав, Оно содержит три усилителя и отрицательные обратные связи с выхода устройства на входы усилителей (1) .При использовании операционных 15 усилителей такое устройство обеспечивает высокие метрологические характеристики при выполнении линейных и нелинейных операций с выходными сигналами, связанных с мажоритарными. 2 О преобразованиями.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является аналоговое мажоритарное устройство, содержащее три усилителя, ко входу каждого из которых подключены первые выводы двух резисторов, второй вывод одного из которых подключен к входной шине, а вывод другого - к выходной шине, шесть ключевых элементов, ЗО выполненных на транзисторах типап-р-п,: шесть резисторов, первый.вывод каждого из которых соединен сбазой соответствующего транзистора,вторые выводы резисторов попарно соединены с тремя разными выходами усилителей, седьмой резистор, включенный между выходом устройства и отрицательной шиной источника питания, ичетыре радиатора 2 . Устройство сохраняет работоспособность при одномотказе любого транзистора или базового резистора.Недостатками этих устройств явля"ются топологическая особенность электрической схемы, всилу которой невозможно применение транзисторов с объединенными выводами, узкий диапазонизменения выходного напряжения и недостаточная надежность схемы,Целью изобретения является повышение надежности, уменьшение габаритови веса устройства.Эта цель достигается тем,что впредложенном мажоритарном устройстве,содержащем три усилителя, ко входукаждого иэ которых подключены первыевыводы двух резисторов, второй вывододного иэ которых подключен к входной шь.не, а вывод другого - к выход 879590Формула изобретения ной шине, шесть ключевых элементов,выполненных на транзисторах типап-р-п, шесть резисторов, первый вывод каждого из котс рых соединен с базой соответствующего транзистора,.вторые выводы реэксторог- соединены попарно с тремя.раз ыми выходами усилителей, седьмой резистор, включенный между выходом утройства. и отркдательной шинОЙ источника питания,.транзисторы включены в две параллельные цепи так, что в каждой цепи. эмкттер первого соединен с коллекторомвторого, эмиттер второго - с коллектором третьего, Коллекторы первыхтранзисторов соединены с положительной шиной источника питания,ры третьих - с выходной шиной, Коллекторы и эмиттеры соответствующихтр".нзксторов соединены гопарно.На чертеже представлена электрическая схема мажоритарного устройства.Устройство содержит -ок силктеля 1-3 с отдельными идентичными цепями 4-5,6-7,8-9, отрицательной обратной связи с выхода 10 устройства,шесть п-р-п-транзисторов 11-16,соединенных последовательно з две па-.раллельные цепи 11, 13 15, и 12,14,16. При этом эмиттер первого транзистора (например, 11) соединен с коллектором второго транзистора 13,эмиттер второго транзистора 13 соединен с коллектором третьего транзистора 15. Коллекторы первых транзисторов 11, 12 соединены с положктельноишиной 17 источника питания, эмиттеры третьих транзисторов 15, 16 - свыходами 10 устройства. Коллекторыи эмиттеры транзисторов 11 и 12, 13и 14, 15 и 16 попарно соединены, Между выходом 10 и отрицательной шиной18 источника питания включен седьмойрезистор 19, Первый вывод каждого из.шести резисторов 20-25 соединен с базой соответствующего транзистора 1116, Вторые выводы резисторов 20-25попарно соединены с выходами соответствующих усилителей 1-3. На входы26-28 подаются входные напряжения,Устройство работает следующим образом.Пары параллельно включенных транзисторов (11 и 12, 13 и 14, 15 и 16)образуют схемы выделения максимального сигнала из двух, Ток, протекающий через пару транзисторов (например 11, 12), определяется наиболееоткрытым транзистором.Пары транзисторов (11 к 12, 13 и14, 15 и 16), включенные последовавтельно с резистором 19, образуют схему с общим коллектором и выделяютна резисторе 19 минимальный сигналих трех, Напряжение на резисторе 19зависит от тока, протекающего черезтри пары транзисторов и определяетсянаиболее закрытой парои транзисторов. 10 15 Щ 25 30 35 4 О 45 50 55 В совокупности последовательностьв.:бор- максимального сигнала из каждых двух вхоцных напряжений, а затемвыбор минимальноо сигнала из трехопределяют на выходе среднезыборочное значение напряжения трех входныхсигналов.Взаимодеиствие схемы выделениямедианы (элементы 11-25) с тремя усилителями 1-3, обеспечиваемое цепями4-9 отрицательной обратной связи,обеспечивает существенное увеличениеточности выделения медианы. При высоких (пусть равных) значениях коэффициентов усиления .усклителей (дажепри незначительном неравенстве напряжений на входах 26-28 или при незначительной неидентичности цепей 4 и 5,б к 7, 8 и 9) выходные напряженияусилителей 1-3 резко отличаются другот друга. На выходе одного из нихпредельно высокий уровень, на выходедругого - предельно низкий, а на выходе третьего - промежуточный, изменяющийся в зависимости от текущегозначения медианы входных напряжений.Вместе со схемой 11-25 выделения медианы этот усилитель, например 1,функционирует как операционный и коэффициент передачи со входа 26 навыход 10 определяется только параметрами цепи 4,5 обратной связи,При этом погрешности выполненияопераций с входными сигналами, в томчисле мажоритарного преобразования,могут быть малыми, так как определяются практически только параметрамиусилителей м цепей обратной связи.В реальном работоспособном устройстве все усилители всегда находятсяв различных состояниях, Резисторы20-25 ограничивают базовый ток транзисторов 11-16.Короткое замыкание или обрыв резистора 19 приводит к отказу устройства. Для исключения этого отказаустройства резистор 19 поэлементнорезервируется (на черт. не показано).При отказе любого элемента устройство остается работоспособным, таккак в нем осуществляется операция мажорирования относительно последствийэтих отказов.Использование изобретения позволяет повысить надежность устройства,уменьшить на 20-25 габариты и весустройства путем уменьшения количества,дискретных элементов схемы и сокращения количества радиаторов, втом числе при отказе любого элементаустройства,Мажоритарное устройство, содержащее три усилителя, ко входу каждого из которых подключены первые выводы двух резисторов, второй вывод одного879590 аж 748 Подписи л,Проектная,4 филиал ППП "Патент", г.ужг из которых подключен к входной мине,а вывод другого - к выходной шине,шесть ключевых элементов, выполненныхна транзисторах типа п-р-п, шесть резисторов, первый вывод каждого из ко"торых соединен с базой соответствующего транзистора, вторые выводы резисторов соединены попарно с тремяразными выходами усилителей, седьмойрезистор, включенный между выходомустройства и отрицательной шиной источника питания, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности, уменьшения габаритов и веса устройства, транзисторы включеныв две параллельные цепи так,что вкаждой цепи эмиттер первого соединен ВНИИПИ Заказ 9722/20 с коллектором второго, эмиттер второго соединен с коллектором третьего,коллекторы первых транзисторов соединены с положительной шиной источника питания, эмиттеры третьих соединены с выходной шиной, при этом коллекторг и эмиттеры соответствующих транзисторов соединены попарно,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Гильбо Ь.П., Челпанов И,Б,Обработка сигналов на основе упорядоченного выбора. М., Сов. Радио 1975, с. 318, рис, 7, 172. Там же, с. 314, 315, рис. 7,13 (прототип).