Аналоговый логический элемент для воспроизведения линейно разрывных функций (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 159 4.С 06 025 РЕТЕНИЯ ИСАНИ скоеИнститу ебане о СССР1982.СССР1982. У 9 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Специальное конструктбюро вычислительной техникта кибернетики АН ЭССР(56) Авторское свидетельстУ 972524, кл. 0 06 С 7/25,Авторское свидетельство78164, кл. С 06 О 725,(54) АНАЛОГОВЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТДЛЯ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЛИНЕЙНО-РАЗРЫВНЫХ ФУНКЦИЙ (ЕГО ВАРИАНТЫ)(57) Изобретение может быть использовано для воспроизведения типовыхнелинейных функций и логических операций, а также может применяться вкачестве базового схемного элементадля построения нелинейных, коммутирующих, функциональных, логических иизмерительных преобразователей. Цельизобретения - расширение класса воспроизводимых функций. Аналоговый ло.801270777 гический элемент содержит дифференциальный усилитель с дифференциальным выходом (компаратор), который управляет состоянием п замыкающих ии размыкающих ключей таким образом,что при любой полярности входных напряжений один из этих ключей открыт,а другой закрыт. Соединение выходовв каждой паре ключей дает схему иканального логического элемента (релятора), воспроизводящего по каждомуканалу операцию сигнатурного селектирования (операцию двухканальногомультиплексирования). Соединение входов в каждой паре ключей дает схемуп-канального обращенного логическогоэлемента (релятора), воспроизводящего по каждому каналу операцию двухадресного демультиплексирования.Предложено несколько основных и частных вариантов соединений входов ивыходов одноканального элемента (ре"лятора), которые воспроизводят семейства типовых нелинейных. функцийи ряд логических операций. 5 с.п.ф-лы, 10 ил.т 0 15 20 25 30 35 Щ 0 Х тг 0Ю Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике,Целью изобретения является расщирение класса воспроизводимых Функций.На Фиг. 1-10 приведены вариантысхем аналогового логического элемента, их условные обозначения и воспроизводимые характеристики.Аналоговый логический элемент(Фиг, 1-2) содержит по три замыкающих 1 г, , 1,. и по три разьгыкаюшг.гхключей 2, 2 и 2, (в общем случаепо и ключей), В варианте схемы нафиг, 1 выходы замыкающих 1 и размы-,кающих 2 ключей попарно объединеныи образуют выходы 3 3 , 3 элемента (в общем случае выходы 31 -Зи),а их входы являются информационнымивходами 4, -4 элемента (в общем случае входами 4 -4 и ). В варианте схемы на фиг, 2 попарно объединены входы замыкающих 1 и размыкающих 2ключей, которые образуют три ггн,)ормационных входа элемента 4, 4 4(в общем случае 4 -4), а их выход):являются выходами 3 -З (в общемслучае 3 -3 ) элемента, управляющиегивходы замыкаюих 1 и размыкаю)гьнх2 ключей объединены и ггодк)гючены квыходам компаратара, выполненного ввиде дифференциального усилителя 5 сдифференциальным выходом, неинвертирующий вход 6 и инвертирующий вход7 которого являются соответственнопервым и вторым информационными входами элемента.Логический элемент (релятор)(фиг. 1 а) воспроизвоцит по каждому каналу Функцию сигнатурного селектирования(;) 1 гз)9 пуг у 2) (11 1 з)9 п(1 у)2 г 22гг)В данном случае па каждому каналуэлемент осуществляет логическую операцию выбора по сигнатурному предикату Р(у у )-)9 п(у у ) оцггого издвух сигналов х или х 2.На Фиг, б дано условное изображение трехканального логическагаэлемента (релятора), воспроизводящего Функции сигнатурного селектирования как ба,зовогс схемнаго элемента,На фиг, 1 в приведены графики семейства функций, воспраизводимьгх покаждому каналу логического элемента(релятора) при различных заданных переменных, Одноканальный элемент (релятор) (п=1) является также элементарным (двухвходовым) мультиплексором, воспроизводящим по заданному сигнатурному признаку 5)9 п(у у )Р операцгт выбора одного из двух сигналов х игги хЛоггтческий элемент (Фиг. 2 а) воспроизводит по каждому каналу операцию двухадреснога демультиплексираВагтття (ь 1 1+э9 п (У Уг ) Г, 6 г. 2 1 г 1 - 59 п (ь)т 1 -) ть2Вариант логического элемента (фиг. 2 а) в обращенном включении (входы и выходы элементов на Фиг,1 а и 2 а поменялись местами) является обращенным элементом (релятором) .При соедиггении входа 4, с одним из входов б или 7 дифференциального усилителя 5 в обращенном одноканальном элементе (реляторе)(фиг. 2) приходим к аналоговому логическому элементу (фиг, За), воспроизводящему по несимметричным выходам 3, и 3 Функг г ции выделения (фиг. Зб) и подавления (Фиг. Зв) сигнала на заданном участке характеристики1+5 )9 п(х-у) 1-5п(х у) т: - х т 2г 2х,На Фиг. За, 8 - ис)очник входногосигнала х, 9 - источник опорного напряжения у, подключенный в данномслучае к инвертирующему входу 7 усилителя 5 элемента (релятора). Посимметричному вьгхаду устройство поФиг. За воспроизводит смещенную модуль-Функцию:р -г =:х з9 п г,х-у) .При соединении одного из входовили 4 с инвертирующим входом 7усилителя ),компаратора) в одноканальном элементе (реляторе) по Фиг. 1приходим к вариантам логических элементов (Фиг. 4 а, фиг. 5 а), воспроизводящих семейство разрывных Функций1270 мыми нижним и верхним уровнями ограничения и с регулируемой точкой перехода С нижнего на верхний уровни, 8-10 есть соответственно источники напряжений у, х х 2.При соединении первого 4, и второго 4 входов соответственно с не 2инвертируюшим 6 и инвертирующим 7 входами усилителя (компаратора) 5 в одноканальном элементе (реляторе) по фиг. 1 приходим к максимизирующему амплитудному селектору (фиг. ба), воспроизводяшему определяющую операцию непрерывной логики - операцию выбора большего из двух сигналов и хг х 1,х ) х +=м 2 20ба, 8 и 9 - соответственно ис На с На фиг. 7 а, 8 и 9 ных сигналов х 1 и х г и д приведены графункций, воспроизво щим амплитудным сел ном случае при х=О источники входНа фиг. 76;в, ики семейства имых минимизиру ктором. В част(фиг, 7 в) или точники входных сигналов х и хфиг, бб, в, г, д приведены графики семейства функций, воспроизводимых максимизирующим амплитудным се лектором, В частном случае при х =0 (фиг. бв) или хг=О (Фиг. бд) элемент по фиг. ба воспроизводит Функцию однополупериодного выпрямителя 2=0,5 . х(1+зь.1 пх)х.ЗОЕсли входные сигналы х, и х 2 принимают два дискретных значения ,логические "ноль" и единица), то эле - мент по фиг. ба является дизъюнктором, воспроизводящим определяюшую операцию булевой двоичной алгебры логического сложенияг=х,ч х =0,5(х,+х +1 х, -х, ) .При соединении первого 4 и второго 42 входов соответственно инвер тирующим 7 и неинвертирующим 6 входами усилителя (компаратора) 5 в одноканальном элементе (реляторе) по Фиг, 1 приходим к минимизирующему амплитудному селектору (Фиг, 7 а), воспроизводящему определяющую операцию непрерывной логики - операцию выбора меньшего из двух сигналов х 1 и х 21+з 1 п(х -х )г=мин (х, х 2) - х 2 +501-з 19 п х, -х 2)-- х2с а и зоб ения Аналоговый логический элемен для воспроизведения линеино-разрывных функций, содержащий и замыкающих и и размыкающих ключей, объединенные управляющие входы которых соединеныФ с соответствующими двумя выходами компаратора, выполненного в виде дифференциального усилителя с дифференциальным выходом, подключенного неинвертирующим и инвертирующим входами соответственно к первому и второму информационным входам элемента, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций, в нем выхо 777 4х., =О фиг. 7 д) элемент по фиг. 7 авоспроизводит функции однополупериодного выпрямления г=0,5(1-з 19 п х) х.Если входные сигналы х и х принимают два дискретных значения (логические ноль и единица ), то элемент по фиг. 7 а является конъюнктором, воспроизводящим определяющуюоперацию булевой алгебры логического умноженияг=х,лх =0,5(х,+х - х -х 2 ),Если в одноканальном элементереляторе) по фиг. 1 присоединитьнеинвертируюший вход 6 усилителя(компаратора) 5 к источнику 8 сигнала, инвертирующий вход 7 подключитьк шине нулевого потенциала, а входы41 и 42 элемента релятора) соответГственно присоединить к источнику 8сигнала и подключить к шине нулевоГго потенциала фиг, 8 а) или органи -зовать схему (фиг. 8 в), то получимустройства, воспроизводящие функцииоднополупериодного выпрямленияг=0,5(1+з 19 п х) х и г=0,5(1-з 1 С 1 пх) х,При соединении в обращенном элементе (реляторе) по фиг. 2 одногоиз входов усилителя (компаратора)входом 41 и присоединенин его другого входа к шине нулевого потенциала приходим к схемам по фиг. 9 а ифиг, 10 а, воспроизводящим по несимметричным выходам функции однополупериодного выпрямления (фиг. 96,в, фиг. 106, в), а по симметричномувыходу (фиг, 9 г и фиг. 10 г) - функции двухполупериодного выпрямленияды замыкающих и размыкающих ключейпопарно объединены и образуют г выходов элемента, а входы замыкак 1 щихи размыкающих ключей являются Гп со-,ответствующими информационными входами элемента,2. Аналоговый логический элементдля воспроизведения линейно-разрывных функций, содержащий и замыкающихи й размыкающих ключей, объединенныеуправляющие входы которых соединеныс соответствующими двумя выходамикомпаратора, выполненного в виде дифФеренциального усилителя с. дифференциальным выходом, подключенного неинвертиРующим и инвертирующим входамисоответственно к первому и второмуинформационным входам элементао т л и ч а ю щ и й с я тем, чтос целью расширения класса воспроизводимых функций, в нем входы замыкающих и размыкающих ключей попарнообъединены и образуют д соответствующих информационных входов элемента,а выходы замыкающих и размыкающихключей являются 2 п соответствующимивыходами элемента.3. Аналоговый логический элемент для воспроизведения линейно-разрывных функций, содержащий замыкающий и размыкающий ключи, управляющие входы которых соединены с соответствующими двумя выходами компаратора, Выполненного в виде дифференциального усилителя с дифференциальным выходом, подключенного неинвертирующим и инвертирующим вхоцами соответственно к первому и второму информационным входам элемента, и источник опорного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых Функций, в нем первый информационный вход элемента соединен со входами замыкающего и размыкающего ключей выходы которых являются выходами элемента,второй информационный вход элементаподключен к выходу источника опорногонапряжения,4, Аналоговый логический элементдля воспроизведения линейно-разрывных функций, содержащий замыкающийи размыкающий ключи, управляющие входы которых соединены с соответствую 1 р щими двумя выходами компаратора, выполненного в виде дифференциальногоусилителя с дифференциальным выходом,подключенного неинвертирующим и инвертирующим входами соответственнок первому и второму информационнымвходам элемента, о т л и ч а ющ и й с я тем, что с целью расширения класса воспроизводимых функций, в нем инвертир тощий вход диффе 2 О ренциального усилителя соединен совходом одного из ключей, а вход другого ключа и объединенные выходыобоих ключей являются соответственнотретьим информационным входом и выхо 25 дом элемента.5. Аналоговый логический элементдля воспроизведения линейно-разрывных функций, содержащий замыкающий иразмыкающий ключи, управляющие входыкоторых соединены с соответствующимидвумя выходами компаратора, выполненного в виде дифференциального усилителя с дифференциальным выходом,подключенного неинвертирующим и инвертирующим входами соответственнок первому и второму информационнымвходам элемента, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения класса воспроизводимых функций,в нем неинвертирующий и инвертирующийвходы дифференщального усилителяподключены ко входам одного из соответствующих ключей, выходы которыхобъединены и являются выходом элемента.исно по 13035, 4/5 оизводственно-полиграфическсе предприятие, г. Ужгород, ул Пр тн Тираж 671 Государственного елам изобретений осква, Ж, Рауш митета СССоткрытийая наб., д