Аналоговое мажоритарное устройство

ЕЛЬСТВ АВТОРСКОМУ ство СССР 1977. езервиро- автомас. 57,амяти НОЕ на числу ка- выделения модуля которо тора з ния по гнала тем, что, применести его блока котор аналогока, блок ьщеления ан входамичей. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗ 21) 3428896/18 422) 20.04,8246) 07.04.84. Бюл. В 1372) П,И. Бородин, Д.Н. ДуС.Н, Дылдин53) 681.396(088.8)56) 1, Авторское свидетел720841, кл. Н 05 К 10/002. Золотова Т,И. и др.ание аналоговых устройствики. И., "Энергия", 1975,ис. 13 (прототип).(54)(57) АНАЛОГОВОЕ МАЖОР УСТРОЙСТВО, содержащее по налов входные, ключи, блок среднего арифметического о т л и ч а ю щ е е с я с целью расширения област ния и повышения достоверн работы, оно содержит блок вой памяти, компаратор зн выделения разности, блок 3(51) Н 03 К 19/23 Н 05 К 10/00 модуля сигнала, блок задания порога,блок компараторов сигналов и дешифратор неисправного канала, выходывходных ключей соединены соответственно с входами блока выделения среднего арифметического сигнала, выходкоторого соединен с входами блокааналоговой памяти и с входами блокавыделения разности, выходы которогосоединены с соответствующими сигнальными входами блока компараторовсигналов, выходы блока аналоговой единены с входом компара а и с входом блока вьщеления сигнала, управляющий вход о соединен с выходом компараака, а выход через блок эадаога - с задающими входами омпараторов сигналов, выходычерез дешифратор неисправноала соединены с управляющимисоответствующих входных клю1 108Изобретение относится к автоматике и может быть использовано припостроении высоконадежных резервированных систем управления.Известно аналоговое мажоритарноеустройство, содержащее компараторы,входы. которых соединены с входамикоммутатора, а выходы - с входамидешифратора, выходы которого черездключи соединены с управляющими входами коммутатора, выход которогосоединен с входом усилителя 1 13.Наиболее близким к изобретениюявляется аналоговое мажоритарноеустройство, содержащее .по числу каналов сумматоры, соединенные черезнелинейные элементы и входные ключис входами блока выделения среднегоарифметического сигнала, выход которого подключен к входам сумматоров,выходы которых через пороговые и накопительные элементы соединены с управляющими входами входных ключейи входами релейного элемента, выходкоторого подключен к индикаторам Г 2 1.Недостаток известных устройствзаключается в отсутствии адаптациик уровням входных сигналов.Цель изобретения - расширениеобласти применения и повышение достоверности работы устройства за счетреализации в нем алгоритма усреднения с управляемым порогом,Поставленная цель достигаетсятем, что аналоговое мажоритарноеустройство, содержащее по числуканалов входные ключи, блок выделения среднего арифметического сигнала, содержит блок аналоговой памяти, компаратор знака, блок выделения разности, блок выделения модулясигнала, блок задания порога блокУ6компараторов сигналов и дешифраторнеисправного канала, выходы входныхключей соединены соответственно свходами блока вьделения среднегоарифметического сигнала, выход которого соединен с входами блока аналоговой памяти и с входами блока выделения разности, выходы которого соединены с соответствующими сигнальными входами блока компараторовсигналов, выходы блока аналоговойпамяти соединены с входами компаратора и с входом блока выделения модуля сигнала, управляющий вход которого соединен с выходом компаратора знака, а выход через блок заданияпорога - с задающими входами блока 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 компараторов сигналов, выходы которых через дешифратор неисправного канала соединены с управляющими вхо- дами соответствующих входных ключей,На чертеже приведена блок-схема аналогового мажоритарного устройства.Устройство содержит блок 1 выделения среднего арифметического сигнала блок 2 аналоговой памяти, компаратор 3 знака, блок 4 выделения разности, блок 5 вьделения модуля сигнала, блок 6 задания порога, блок 7 компараторов сигналов, дешифратор 8 неисправного канала, входные ключи 9 -9, переключатель 10 режима, переключатель 11 знака, выходы 12.-12, каналов, выходы 13 блока выделения разности, выход 14 блока аналоговой памяти, выход 15 компаратора знака, выход 16 блока вьделения модуля сигнала, выходы 17 блока компараторов сигналов. Блок 1 содержит резисторы 18, ключ 19, операционный усилитель 20; в блок 2 - резисторы 21, конденсатор 22, операционный усилитель 23; блок 3 - резисторы 24, операционный усилитель 25; блок 4 - резисторы 26, операционные усилители 27; блок 5 - резисторы 28, операционный усилитель 29; ,блок б - резисторы 30, переменный резистор 31, операционный усилитель 32; блок 7 - резисторы 33, операционные усилители 34; блок 8 - первые 35 и вторые 36 элементы ИЛИ, первые 37 и вторые 38 ключи, выход 39 устройства. Выходы 121-12 каналов через входные ключи 91-9 соединены с входами блока 1 выделения среднего арифметического сигнала, выход которого соединен с входом блока 2 аналоговой памяти и с входами блока 4 выделения разности, выходы 13 которого соединены с сигнальными входами блока компаратора 3 знака и с входами блока 5 вьделения модуля сигнала, а выход 15 компаратора знака через контакты переключателя 11 знака соединены с входом блока 5 вьделения модуля сигнала, выход 16 которого через блок б задания порога соединен с опорными входами блока 7 компараторов, выходы 17 последних через дешифратор отказавшего канала 8 посредством контактов ключей 9 -9 включены в выходные цепи каналов.Аналоговое мажоритарное устройство работает следующим образом.=и +Кцворог о порог ср50 Где 3Выходные напряжения П -У кана 1 и лов поступают на блок 1, где на выходе операционного усилителя 20 получается среднее арифметическое значение входных напряжений Это напряжение является выходным и О поступает на выход 39 устройства потребителям, Одновременно оно поступает на блок аналоговой памяти, где запоминается с частотой выборки, определяемой внешним генератором 15 (не показан). Такое решение определяется динамическими характеристиками систеьщ и сделано из соображений того, что наличие среднего значения из предыдущего такта устраняет лож О ные срабатывания из-за запаздывания Формирования среднего значения относительно текущих значений сигналов, а также для того, чтобы повысить безотказность по отношению кбыст рым" отказам.Блок 2 имеет два режима: режим записи (переключатель .10 замкнут) и режим хранения или фиксации (ключ 10 разомкнут). Напряжение с выхода блока 2 поступает на блок 5 выделения модуля сигнала, который управляется компаратором 3 знака так, что выходное напряжение усилителя 29 имеет одну полярность и не зависит от знака усредненного и запомненного сигнала, Для этого переключатель 11 подключает запомненный сигнал на прямой или инверсный входы усилителя 29 в зависимости от полярности 4 О сигнала. После выделения модуля сигнала к нему добавляется пороговое напряжение По, а напряжение модуля сигнала умножается на К, где К - относительный коэффициент, определяющий зависимость переменной части порога от величины запомненного среднего сигнала. Таким образом П величина постоянная,о порогравная 4 Д Вск ВЬ 15 ф+В Т55 ЬУ - допустимая ошибка сисфАтемы, аддитивная составпяющая; В максимально возможная мс( кскрутизна сигналов нормально работающей системы;Т - период выборки, за вреьыбмя которого сигнал может измениться,Полученное таким образом итоговоепороговое напряжение используетсяв качестве опорного в блоке 7 компараторов, Среднее арифметическоезначение ранее полученного напряжения с усилителя 20 вычитается алгебраически из текущего значения напряжения каждого канала на вычитающихусилителях 27, с выходов которых напряжения поступают как сигнальныев блок.7 компапаторов. На выходах 13усилителей 27 напряжения могут иметьразный знак, поэтому к выходу каждого усилителя 27 подключены два комУпаратора, по одному на каждый знак,В случае превышения разностным напряжением величины У по любому капорогналу и по любому знаку срабатываетсоответствующий компаратор и черезэлементь 1 ИЛИ блока 8 выдается сигналотказа соответствующего канала, причем с помощью ключей 371-37отказавший канал исключается из усреднения с одновременным изменением коэффициента передачи усилителя 20посредством ключа 38, контакты которого включены в цепь обратной связиусилителя 20. Сам ключ 38 включается через элемент ИЛИ 36 при отказелюбого канала. При отказе следующего канала также происходит изменениекоэффициента передачи усилителя 20(не показано) аналогичным образом,Аналоговое мажоритарное устройство позволяет создать систему с адаптацией к уровню входных сигналов, безкоторой работа в зоне значений сигналов, близкой к нулю, приводит кпропуску сигналов (если порог выбранпо максимуму входного сигнала), еслипорог выбран по минимуму входногосигнала, то при максимальном сигналевозможны случаи выдачи ложных сигналов. Изменение величины порога впредлагаемом устройстве достигаетсяпростым поворотом движка потенциометра переменного резистора 33 ав устройствах с параметрическими мажоритарными устройствами приходится изменять по отдельности коэффициенты усиления отдельно взятых блоков системы.нт", г, Ужгород, ул. Проектна Филиал ППП 3 Тираж 862НИИПИ Государственногопо делам изобретений13035, Москва, Ж, Рау Подписноемитета СССРоткрытийая наб., д. 4/5