Устройство для моделирования нейрона

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Саез СоветскихСфцнанктнческихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявленц 07, 12,79 (21)2848807/18-24 И) М,Кл.з С 06 6 7/60 с присоединением заявки Нов Государственный коинтет СССР но драпам нзобретеннй н открытнйДата опубликования описания 150283(71) Заявитель ьвовский государственный мед кий и; (54) УСТРОЙСТВ ИО ИРОВАНИЯ НЕЙРО Изобретение относится к электрическому моделированию нервной системыи может быть использовано при моделировании нейронов, задающих ритм работы нейронных сетей.Известно устройство для моделирования нейрона,содержащее источникивходных импульсов, сумматор, схемусравнения., преобразователь напряженияв частоту, формирователь выходныхимпульсов 11.Недостатком этого устройства является его сравнительно низкая точность.Наиболее близким к изобретению является устройство для моделированиянейрона, содержащее преобразователи.частоты в напряжение, источник входных импульсов, сумматор, преобраэова"ель напряаения в чистоту и формирователь выходных импульсов 2Недостатком данного устройстваявляется невозможность получения приработе на нем дискретно меняющихсяритмов выходных последовательностей,например ритмов дыхательных нейроновритмов нейронов ретикулярной формации, которые могли бы быть использованы для управления работой нейронных сетей,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет , учета дискретности меняющихся ритмов.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник входных импульсов, группу преоб" разователей частоты в напряжение, при чем выход 1-го преобразователя частоты в напряжение группы (где. 5.=1, ,и) соединен с 1-м входом сумматора, выход которого через пороговый элемент и преобразователь напряжения в частоту подключен к входу формиро" вателя выходных импульсов, дополнительно введены группа пороговых элементов, группа элементов задераки, полосовой фильтр, коммутатор и ключ, причем выход источника входных импульсов соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к входу первого преобразователя частоты в напряжение группы и к вхо" ду. первого элемента задержки группы, выход 1-го элемента задераки группы соединен с входом (1+1)-го элемента задержки группы и входом (1+1)-го преобразователя частбты в напряжение группы, выход 1-го пре образователя частоты в напряаение группы подключенк 3.-му входу ком 997052мутатора, выход кбторого соединен с управляющим входом ключа, входы всех пороговых элементов группы объединены и подключены к выходу сумматора, выход формирователя выходных импульсов соединен с входом полосового фильтраНа фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - выходная характеристика сумматора.Устройство содержит преобраэователи 1 частоты в напряжение, сумматор 2, пороговый элемент 3, преобра-зователь 4 напряжения в частоту,формирователь 5 выходных импульсов,искточник б входных импульсов, ключ 7,элементы 8 задержки, коммутатор 9,,полосовой фильтр 10, пороговые элементы 11.Устройство работает следующим об"разом. 20Рассмотрим случай, когда к управляющему входу ключа подключен выход,"Последнего преобразователя частотыв напряжение,Импульсы с частотой следования Е25с выхода источника б входных импульсов через ключ 7, нормальное положение которого открытое, поступают навход первого преобразователя 1 частоты в напряжение, .затем через время.Ч, характеризукщее блок 8 задержки, поступают на вход второго преобра.зователя 1 частоты в напряжение изатем через второй блок задержки навход третьего преобразователя частоты в напряжение и т.д. до последнегопреобразователя частотЫ в напряжение.В такой же последовательности на выходах преобразователей частоты внапряжение появляется напряжение ц, 40которое имеет место на. выходе преобразователя все время, пока на еговхоц поступают импульсы с частотойследования. Напряжение на выходе сумматора 2 меняется в каждом,интервале времени, зависящего от характеристики блока задержки.В случае, если все характеристикиблоков задержки одинаковы и соответствующие веса входов устройства равны между собой, то.за время Т, равное суммеГ, цепи элементов задержки напряжение на выходе сумматора.меняется в.простой закономерности;ц,2 ц,Зц,4 ц,5 ц,бц Щиг. 2),При появлении напряжения на выходе последнего преобразователя частоты в напряжение (и ) напряжение сего выхода, поступит на управляющийвход ключа 7 и закроет доступ импульсов с выхода источника импульсов на 60Входы преобразователей 1. После этого напряжение на сумматоре начинаетменяться в обратном порядке:пц,(и/ц, (и)ц.2 цц, 0 (фиг. 2).Соответствующие напряжения с выхода 65 сумматора 2 проходят на пороговый элемент, задающий нижний порог возбудимости.Величина опорногсь, напряжения порогового элемента гарантирует устроЯ- ство от возбуждения при подаче на его вход подпороговых сигналов. Напряжение преобразуется в частоту в преобразователе 4 напряжения в частоту и. в блоке 5 происходит формирование выходных импульсов.На выходе устройства появляется последовательность, пропорциональная напряжению на выходе сумматора 2.Такимобразом, частота следования импульса на выходе формирователя 5 выходных импульсоВ дискретно меняется в соответствии с изменениями напряжения на выходе сумматора 2.В более общем случае при постоянной входной частоте импульсов и равными величинами задержки выходная частота следования импульсов определяется как произведение входной частоты й на сумму весов входов, на которых в данный момент времени поступает частотаиГ.-11 о.Задание разных весов возбуждающих и тормозящих входов позволяет получить на выходе последовательности с самыми различными типами дискретных распределенийС помощью коммутатора 9 к управля ющему входу ключа могут быть подключены выходы одного или больше преобразователей частоты в напряжение. В этом случае ключ 7 находится в закрытом состоянии все то время, когда на выходах соответствующих преобраэо. вателей частоты в напряжение 1 будет напряжение.При подключении к выходу устройства полосового фильтра дискретность распределения выходной последовательности повышает точность управления нейронными сетями при применении данного типа нейронного элемента в этих целях.При подключении к выходу сумматора 2 группы пороговых элементов предоставляется возможность осуществлять управление нейронными сетями по напряжению.Предлагаемое устройство может быть применено для управления работой нейронных сетей, при задании ритма их работы, управления образованием струкуры нейронной сети,Формула изобретенияУстройство для моделирования нейрона,. содержащее источник входных импульсов, группу преобразователей: - 997052 ВНИИПИ Заказ 978/68 Тираж 704 Подписное е лиал ППП "Патент."; г.ужгород,ул.Проектная,частоты в напряжение, причем выход1-го, преобразователя частоты в на"пряжение группы (где 1=1,п) сое-.динен с Х-м входом сумматора, выходкоторого через пороговый элемент и.преобразователь напряжения в частоту 5пбдключен к входу формирователя выходных импульсов, о т л и ч а юц е е с я тем,что,с целью расширенияфункциональных возможностей за счет -учета дискретности меняюцнхся ритмов(Ов него дополнительно введены группапороговых элементов.,группа элементовзадержки, полосовой Фильтр, коммутатор и ключ, причем выход источникавходных импульсов соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к входу первого преобразователя частоты в напряжение группы и к входу первого элемента задержки группы, выход 1-го элемента задержки группы соединен с входом (1:+1)го элемента задержки группы и входом(3.+1)го, преобразователя частоты внапряжение группы, выход Х-го преоб"разователя частоты в напряжение груп.пы подключен к 1-му входу коммутатора, выход которого соединен с управлякицим входом ключа, входы всех поро- .говых элементов группы объединены иподключены к выходу сумматора, выходформирователя выходных импульсов со"единен с входом полосового Фильтра.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРр 452016, кл. 6 06 6 7/60, 1975.2. Авторское свидетельство СССРМ 647698, кл. 6 06. 6 7/60, 1979