Мультиплексорный решающий усилитель

(50 4 С 067 12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Спепиальцое коцструкторскос бк)ро вычислительной техники Института кибрнтики АН ЭССР(57) Изобретение может быть использовано ц качетве ацалогового мультиплексора с 1 иагООвь(м или кодовьм управлением, и квчслвс программируемого рсшакнпего уси(ит,я и линейно-ссгмптпого аппроксимато 801413649 А 1 ра. В дву.;кацалши)м Вариацте изобретецие может быть использовапо для воспроизведеция опрсдсгяюпих операций прсдикатпой алгебры выбора и бескоцечцозцачцой логики. Целью изобретения является расширение класса репаемьх усилителем задач. Мультиплексорцый репаюпИй усилитель содержит операпиоццый усилитель 1, аналоговые релейцыс алемсцты (реляторы) 21 2.1, псрвук) 3 и вторук) 4 группы мсзс иТсбиьрези- Торов, Ицфор.сПИОИП 11 ВХО,Ы 1) , ВЬ.(О; 6, О1 пи 1 упрс)в,15 к)пи Вх(д , 3 дак)пи(. (кодовые) управлякншп входы 8 8 ь В качестве вце(ппео илочцика за,1 к)пВ.( цапряжений может быпгь примцен делитель 10 и др я ж 11 и й. К а ж,11 Й а и с 1, 01 О В ь Й )(, 1( Й 1 ы Й аЛЕМЕЦТ (Р.1 ЯТОР) СОДСРЖИТ КОМ Пс)Рс) ГОР И переключатель, имкнпий ц(О; и ицфор. мапиоццыс Входь., ОстижципостаВ,1 ИВОЙ пели обсспсчпо за счл цовь 1 связей мждЭ,1 С М С П Т с М И М, 1 Т П П. 11 С) р П О0 р(. П 1 ПИ. го уси,ится. 6 ил.10 единичная функция. Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано в качестве аналогового мультиплексора с регулируемым коэффициентом передачи в каждом канале, в качестве решающего усилителя с программируемым усилением, коммутатора входных сигналов, формирователя типовых и нетиповых линейноразрывных функций, аналогового релейного элемента (релятора) с регулируемым коэффициентом передачи по первому и второму переключательным входам, максимизирующего или минимизирующего амплитудного селектора с коэффициентом передачи большим и меньшим единицы и др.1)ель изобретения - расширение класса рсчпаемых усилителем задач.На фиг. 1 приведена схема мультиплс кссрного репающего усилителя; на фиг. 2 схема аналогового релейного э,и мента; на фиг. 3 - схема включения рспдкщего усилителя при его работе в качс л Ве операционного релейного элемента; на фиг. 4 схема включения при работе в качестве усилителя с программируемым коэффициентом передачи; на фиг. 5 -- схема Включения при работе в режиме функциондльноо линейносегментного аппроксиматорд; нд фиг. 6 - схема включения при расоте в режиме амплитудных селекторов.Чультиплекссрный решаюций усилитель (фиг. 1) содержит операционный усилитель (ОУ) 1, аналоговые релейные элементы (релятсры) 2 -20 нервуо 3 и вторую 4 группы масптабньх резисторов, информационные входы 5 5-Выход 6 (выход операционного усилителя 1), общий управляющий вход 7 рс пдкпсего усилителя, входы 8, 8 задания снирных напряжений, выходы 9 г - 94 компардторн аналоговых релейных элементов (реляторсВ) 2 2. В качестве внешнего источника дддкнцих напряжений может быть примсчи н дслитель 1 О напряжений Е и Е.Кж,сьй диалоговый релейный элемент (фиг. 2) содержит компаратор 11 и переключатель 12, имеющий выход 13 и информационные входы 14 и 15.Работа мультиплексорного решаюгцего усилителя осуществляется следуюгцим образом.На входы 8 где =1,2л - 1 (для фиг. 1 п=5), подаются опорные напряжения х;, на общий управляющий вход 7 подается напряжение х.Напряжение нд выходе переключателя первого аналогового релейного элемента (релятора) 2 определяется выражением:=у l(х - х)+у 7(х - х ),где У и У - напряжения на первом 14 и Втором 15 информационных входах переклкчателя релягора 20) 1 нри Х)00 при Л(0 15 20 25 3( 35 40 45 50 55 Напряжение нд выходе переключателя,=г 7(х, - х)-1-у, Ьх - .",),где у,. напряжение на втором информационном входе переклкчателя (-го аналогового релейного элемента (при =-1 напряжение гл=у).Пусть задающие напряжения х.х((х(х 4 (например, напряжение снимают свыходов делителя 10 напряжения, как этопоказано на фиг. б). Тогда при х(х (при(х - х)=1), переключатели 2 всех аналоговых релсйных элементов 2, находится Вверхнем (по фиг. 2) положении, т. е. к инвертирукнцему входу операционного усилителя 1 подключены первые масштабные резисторы первой 3 и второй 4 групп, чтосоответствует прохождению на вход 6 входного сигнала Ьи поданного на первый вход5, решаюгцего усиля геля.Аналоговое упрд пление мультиплексорным решающим усилителем осуществляетсяизменением напряжения л на общем управляющем входе 7 при заданной пкале х((хх, здддкнцих напряжений хформируемых автономно (фиг. 1 а) или спомощью делителя 10 напряжения (фиг. 1 б).При х(х(х переключатель 12 первого релятора 2 (7(ли- - х) =О) находится внижнем (по фиг. 2) положении, а переключатели остальных аналоговых релейных элементов находятся в Верхнем (по фиг. 2) иложении (I(х, - х) =1 при с= - 1), т. е. к входуОУ 1 подключены масштабные резисторы 3и 4 второго канала, что соответствуетпрохождению сигнала второго входа 5 решакнцего усилителя.При х.(х(хд переключатели 12 аналоговых релейных элементов 2 и 2 находятсяв нижнем, а переклкчатели аналоговых релейных элементов 2 и 2 - в верхнем положениях (проходит сигнал из третьего кап ла). При х(х(х и х(х на выход репающего ус илителя проходят соотвстстснпс сигндлы Ь и (Л с четвртого 5 и пятого 5;, информационныхВходов.Возможно также кодовое управлениекоммутацией кдндлОВ. При кОдОВОм управлениии переменная х фиксируется (х=сопй),а выбор заданного канала (входа) осущесвляется подачей на задающие входы 8, тре.буемой комоинации х;, х хх,логических сигналов, где сигналы х, принимают двазначения х,(х,)л - 1) или х О. Управ., и ние осуществляется в соответствии с нижеприведенной таблицей, в которой х=:1(х, - х)Одна из рабочих кодовых комбинацийможет быть использована в качестве блокировочной (запрет). Для этого информационный вход, соответствующий блокировочий кодовой комбинации, заземляется (приподаче управляющих сигналов, соответстнуоцих блокировочной кодовой комбинации,сигнал на выходе устройства отсутствует).Выходной Кодовая комбинация Канад,Х,Хг,хз сигналл х,х х,х, 1 2 3" 1 хх х х(2 0111 0011 0001 хх х Х 4 000015 Х 1 Хг ХЗХ 4 В частном случае, при х=О (общий управляющий вход 7 заземлен) в качестве кодового признака может быть использована полярность сигналов х(х;)О, х,(0).Кодовое управление возможно также и по 20 общему управляющему входу 7. Для этого переменную х необходимо формировать с помощью цифроаналогового преобразователя.С одоо вьхола (выходы 9 9) снимается кол хь хг, х х, индицирукнций в соответствии с таблицей номер включенного канала.Требуемый коэффициент передачи 5,= =Юг/Р в каждом канале устанавливается автономно (Й и Й, - сопротивления мас штабных резисторов первой 3 (Ян) и второй 4 (йи) групп, соответствующих /=му каналу). Рассмотраим некоторые другие типовые применения мультиплексорного решающего 35 усилителя по фи г..Для наглядности положим и=2 (фиг. 3 - решающий усилитель содержит олин аналоговый релейный элемент 2).На фиг. 3 входы компараторов аналогового релейного элемента обозначены буквами а и в, так как в общем случае в нем может быть использован дифферецциальный (а=1, в= - 1 или а= - 1, в=1), инвертирующий (а=в= -) или неицвертирующий (а=в=1) компаратор.45Схема по фиг. 3 является операционным релятором, воспроизводящим определяющие операции предикатной алгебры выбора - предикатные дизъюнкцию (а=1, в= = -) и конъюнкцию (а= - 1, в=1): 502 = К 2(/4(ах+ Ьх)+ К У У 1 - /(ах+ Ьх) ,где К = - Йг//,1,Кг= - %2//г - весовые коэффи циенты;Рм и Р 2 - соответственно сопротивления масштабных резисторов 3 и 4,Й и Й 2 - сопротивления масштабных резисторов 3. и 4 г; а и Ь - знаковые коэффициенты,принимающие значения О или .В отличие от известных аналоговых релейных элементов операционный релятор (фиг. 3) воспроизволнт операцик цзвенецного альтернативного выбора олной цз лнух переменных (/, или (/ .Г 1 ри (l =(/г==(/(вхолы 5, 5 . 5.;, 5 соединены) приходим к схеме решаюпего усилителя с программируемым коэффишц и. том передачи 5; (фиг. 4).Г 1 ри (/=(/==(/=х (входы 5 5 5, 5 и 7 соединены) црихолим и схеме функционального лицейцосегмецтного ацпроксиматора (фиг. 5). Здесь наклон аппроксимирующих кривых в интервалах ( - оо, х), (х 1, х 1), (х 2, хл) (ха - 2, хд - 1), (х - 1 ) устанавливается заданными коэффициентами 5.Гсли в лвухкацдльцом мультицлексорцом решающем усилителе (и= ) цо фиг. 1 д положить (/=з (вход 5 соединен с ицвертирующим вхолом комцаратора аналогового релейного элемента 21) (/г=х (вход 5 соелицец с ценнвертирующим входом компараторд 8 аналогового релейного элемецтд 21) и (/,=х 1 (вхол 5 соединен с входом 81), с/ =х (вхол 5 соединен с входом 7), то приходи м соответственно к схемам по фиг. ба, б, воспроизводящим определяющие операции бескоцечцозначной (непрерывной) логики:К.г1г= -- макс (с/, (./);= -- мин (./, (lг).Кг.Р.Схемы по фиг. 6 являются операциоц.ными максимизирующими (фиг. ба) и мини мизцрующими (фиг. бб) амцлитулнымц селекторами, воспроизводящими операцию выделения мень.пей (фиг. ба) и большей (фиг. бб) переменной из двух сигналов с их умножением нд весовой коэффициентК = - К /К, гле К = К = КгКг= Кг =К.Формула зобрвгвниМультиплексорный решающий усилитель, содержащий операционный усилитель, выход которого является выходом решающего усилителя, и масштабных резисторов первой группы, первые выводы которых являются соответствуюгцими и информационными входами решающего усилителя, и масштабных резисторов второй группы, первые выводы которых объединены и подключены к выходу операционного усилителя, а вторые выводы соединены с вторыми выводами соответствующих масштабных резисторов первой группы, и и - 1 аналоговых релейцых элементов, каждый из которых выполнен в виде компаратора, подключенного выходом к уп141364 7 Ч айаг.2 равляющему входу переключателя, выход переключателя -го (=1, л - 2) аналогового релейного элемента соединен с первым информационным входом переключателя (+ +1) -го аналогового релейного элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, в нем объединенные вторые выводы первых масштабных резисторов первой и второй групп соединены с первым информационным входом переключателя первого аналогового релейно. 10 го элемента, а объединенные выводы у-х (1=2, п) масштабных резисторов первой и второй групп подключены к вторым инфор. 96мационным входам переключателей соответствующих- 1) -х аналоговых релейных элементов, выход переключателя (и - 1) -го аналогового релейного элемента соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к шине нулевого потенциала, первые входы компараторов всех аналоговых релейных элементов объединены и являются управляющим входом решающего усилителя, а вторые входы компараторов аналоговых релейных элементов являются соответствующими входами задания опорных напряжений решающего усилителя.