Многопороговый функциональный преобразователь

(5)5 6 06 6 7/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ О Фиг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специальное конструкторское бюро вычислительной техники Института кибернетики АН ЭССР(56) Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1413649, кл. 6.06 6 7/12, 1987.Авторское свидетельство СССР ЬВ 1300507, кл. 6 06 6 7/25, 1985.(54) МНОГОПОРОГОВЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике. Цель изобретения - повышение быстродействия и нагрузочной способности. Устройство соЧ 2 1679507 А 1 держит и аналоговых релейных элементов 1. каждый из которых включает в себя компаратор 2, управляющий состоянием ключей 3, 4, Первые входы компараторов объединены. и образуют управляющий вход преобразователя, на вторые входы компараторов подаются в порядке возрастания пороговые напряжения. Входы ключей 3 и 4 первого релейного элемента и входы ключей 4 остальных релейных элементов образуют информационные входы преобразователя, Выход ключа 4 каждого предыдущего релейного элемента соединен с входом ключа 3 последующего релейного элемента, а выходы ключей 3 всех релейных элементов и выход ключа 4 последнего релейного элемента объединены и присоединены к выходу преобразователя, 5 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 50 55 Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и автоматике и может быть использовано для мультиплексирования и демультиплексирования аналоговых сигналов, для воспроизведения линейно - изломных и линейно - разрывных функций с точками излома и (или) разрыва, в качестве функциональных преобразователей для квантования сигналов для одностороннего и двухстороннего ограничения сигналов, в качестве режекторных и селекторных фильтров уровней сигнала и др.Цель изобретения - повышение быстродействия и нагрузочной способности.На фиг. 1 представлена схема преобразователя при и = 4; на фиг. 2 - схема релейного элемента; на фиг. 3 - типовые соединения входных выводов преобразователя при и = 2 и графики воспроизводимых при этом функций; на фиг. 4 - преобразователь при работе в качестве позиционного демультиплексора и позиционного коммутатора при и = 2; на фиг. 5 - графики напряжений на выходах коммутатора при и = 3,Схема преобразователя содержит и аналоговых релейных элементов 1 (для фиг, 1 и = 4), Каждый релейный элемент (фиг. 2) содержит компаратор 2, замыкающий 3 и размыкающий 4 ключи. Выход компаратора 2 подключен к управляющим входам ключей 3 и 4.Если напряжение на неинверсном входе компаратора 2 больше напряжения на его инверсном входе, то ключ 3 замкнут, а ключ 4 разомкнут. Если напряжение на не- инверсном входе меньше напряжения на его инверсном входе, имеем обратную картину.Первые (инверсные) входы всех компараторов 2 объединены и присоединены к управляющему входу преобразователя, на который подается управляющее напряжение х. Вторые (неинверсные) входы компараторов 2 релейных элементов 4 присоединены соответственно к входам значения пороговых напряжений х 1, х 2,хп, пРичЕмх 1 х 2, ,хл.Первый и второй входы ключей первого релейного элемента и входы ключей 4 остальных релейных элементов присоединены соответственно к первому, второму и т. д. и и - му информационным входам преобразователя, на которые подаются соответственно коммутируемые сигналы у 1, у 2, , Уп+1.Выход ключа 4 в каждом предыдущем релейном элементе соединен с входом ключа 3 последующего релейного элемента. ВыхоДы ключей 3 всех релейных элементов и выход второго ключа 4 последовательно иго релейного элемента объединены и присо-. единены к выходу преобразователя.На фиг. За представлено условное изображение преобразователя по фиг, 1 при его работе в мультиплексорном режиме.Выходной сигнал МДМ определяется выражением 2 р 1+222 п+гп+1=У 1 1(х 1 х)+у 2 (х х 1).1 (х 2 -х)уп (х-х)1(хп-х) + уп+1(х-хп), где(х) - единичная функция, равная единице при х 0 и нулю при х0;21, г 2, , 2 п - сигналы на выходах ключей 3 первого, второго до и - го релейных элементов;2+1 - выходной сигнал на выходе ключа 4 и - го (последнего) релейного элемента.Отсюда следует., что преобразователь по фиг. 1 воспроизводит логическую функцию позиционного мультиплексирования, т, е.у 1 при хх 1,У 2 ПРИ Х 1 ХХ 2,г: уп при хп ххп уп+1 при хпх. При у 1 О, у 2 = О, уз О и и = 2 (фиг. За) преобразователь является устройством допускового контроля; при у 2 = х (фиг. Зб) - двусторонним параллельным ограничителем напряжения; при у 1"у 2 . = х (фиг. Зв) - односторонним ограничителем напряжения; при у 1 = уз=х и у 2 = 0 (фиг. Зг) - режекторным фильтром уровней сигнала х. При у 1 = у 2 = 0 и у 2 = х (фиг. Зд) преобразователь является селекторным фильтром уровней сигнала х.Если г является входным сигналом, а у являются выходными сигналами, то преобразователь по фиг. 1 является позиционным мультиплексором (фиг. 4). Таким образом, в предлагаемом решении выходное сопротивление уменьшается примерно в и/2 раз. Соответственно во столько же раз увеличивается нагрузочная способность МДМ по фиг. 1, т. е. сопротивление нагрузки при всех прочих равных условиях может быть уменьшено в и/2 раз, Во столько же раз уменьшается и погрешность коэффициента передачи МДМ, обусловленная нестабильностью прямых сопротивлений ключей.Поскольку ключи обладают собственными паразитными емкостями, то в предлагаемом решении в и/2 раза уменьшается и время задержки сигнала, т. е. имеем увеличение быстродействия по сравнению с прототипом в и/2 раза.Предлагаемый 11 реобразователь позволяет расширить и функциональные воэможности.1679507 10 1 У У Д Если в схеме по фиг. 1 выходными сиг- НаЛаМИ СЧИтатЬ НаПРЯжЕНИЯ г 1, г 2, , Ь, Ьп+1 (для этого объединенные входы релейных элементов 1 в схеме по фиг. 1 необходимо разъединить), то приходим к схеме позици онного коммутатора (фиг. 5 при и = 2), воспроизводящего логическую функцию позиционного коммутирования: 71=У 1, 72=1 з==оп+1=0 при хх 172 ф-у 2 2123="=2 п+1=0 при хх х 2гп+1=уп+1 л 1=72= ." = оп=0 при хпх На фиг, 5 представлены графики выходных напряжений по фиг. 1 при его работе в режиме позиционного коммутатора при и = 3. 15Схема по фиг. 1 может быть использована в качестве базовой для построения позиционного коммутатора путем разъединения объединенных выходов релейных элементов. 20 Формула изобретенияМногопороговый функциональный преобразователь, содержащий й аналоговых релейных элементов, каждый из которых 25 выполнен в виде компаратора, подключенного выходом к управляющим входам размыкающего и замыкающего ключей, первые входы компараторов Й аналоговых релейных элементов объединены и подключены к управляющему входу преобразователя, а вторые входы компараторов - к соответствующим входам задания пороговых напряжений, входы замыкающего и размыкающего ключей первого аналогового релейного элемента соединены соответственно с первым и вторым информационными входами преобразователя, входы размыкающих ключей аналоговых релейных элементов, начиная с второго, подключены к соответствующим информационным входам преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и нагрузочной способности, выход размыкающего ключа предыдущего аналогового релейного элемента подключен к входу замыкающего ключа последующего аналогового релейного элемента, а выходы замыкающих ключей аналоговых релейных элементов и выход размыкающего ключа И- го аналогового релейного элемента подключены к выходу преобразователя.1679507 гну г Фи Составитель Л,СнимщиковаРедактор А.Шандор Техред М.Моргентал Корректор С,шевк аказ 3216 Тираж 363 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ХфЕ Х 2Е т У гк Е у Е Фца 1