Нелинейный преобразователь

 

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения положительной и инвертированной модуль-функций. Нелинейный преобразователь содержит дифференциальный компаратор, замыкающий и размыкающий ключи, инвертор знака и булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. 3 ил.

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления, аналоговых процессоров и др.

Известны нелинейные преобразователи (см. например рис. 3в на стр. 27 в журнале "Электронное моделирование" N 6, 1992 г.), которые воспроизводят положительную модуль-функцию.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных нелинейных преобразователей, относятся ограниченные функциональные возможности, так как эти преобразователи не воспроизводят инвертированную модуль-функцию.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип нелинейный преобразователь (рис. 5г на стр. 12 в журнале "Электронное моделирование" N 2, 1998 г.), который воспроизводит положительную модуль-функцию и содержит дифференциальный компаратор, замыкающий и размыкающий ключи и инвертор знака, причем выход и информационный вход нелинейного преобразователя образованы соответственно объединенными выходами замыкающего, размыкающего ключей и объединенными инвертирующим входом дифференциального компаратора, неинвертирующий вход которого заземлен, входом размыкающего ключа, входом инвертора знака, присоединенного выходом к входу замыкающего ключа.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, так как прототип не воспроизводит инвертированную модуль-функцию.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения положительной и инвертированной модуль-функций.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в нелинейном преобразователе, содержащем дифференциальный компаратор, замыкающий и размыкающий ключи и инвертор знака, выход и информационный вход нелинейного преобразователя образованы соответственно объединенными выходами замыкающего, размыкающего ключей и объединенными инвертирующим входом дифференциального компаратора, неинвертирующий вход которого заземлен, входом размыкающего ключа, входом инвертора знака, присоединенного выходом к входу замыкающего ключа, особенность заключается в том, что в него введен булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом замыкающего и размыкающего ключей, первый вход подключен к выходу дифференциального компаратора, а второй вход является входом управления нелинейного преобразователя.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск 110 патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности заявленным изобретением, не предусматриваются следующие преобразования; - дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений; - замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены; - исключение какой-либо части (элемента) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата; - увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов; - выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала; - создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого нелинейного преобразователя. На фиг. 2 изображены графики воспроизводимых им функций.

Нелинейный преобразователь содержит дифференциальный компаратор 1, замыкающий ключ 2, размыкающий ключ 3, инвертор 4 знака, булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5. Неинвертирующий вход компаратора 1 заземлен, а инвертирующий вход объединен с входом инвертора 4, присоединенного выходом к входу ключа 2, и с входом ключа 3 и является информационным входом преобразователя, выход Z которого образован объединенными выходами ключей 2 и 3, присоединенных управляющим входом к выходу элемента 5, первый вход которого подключен к выходу компаратора 1, а второй вход является входом управления преобразователя.

Работа предлагаемого нелинейного преобразователя осуществляется следующим образом. На его информационный вход и вход управления подаются соответственно аналоговый сигнал x и сигнал f ∈ {0,1}. При f = 0 и x > 0 на выходе компаратора 1 будет логический "0", на выходе элемента 5 тоже будет логический "0", ключ 2 будет разомкнут, ключ 3 - замкнут, на выход преобразователя пройдет сигнал с его информационного входа, т.е. Z = x. При f = 0 x < 0 на выходе компаратора 1 будет логическая "1", на выходе элемента 5 тоже будет логическая "1", ключ 2 будет замкнут, ключ 3 - разомкнут, на выход преобразователя пройдет сигнал с выхода инвертора 4, т.е. Z = -x. При f = 1 и x > 0 на выходе компаратора 1 будет логический "0", на выходе элемента 5 будет логическая "1", ключ 2 будет замкнут, ключ 3 - разомкнут, на выход преобразователя пройдет сигнал с выхода инвертора 4, т.е. Z = -x. При f = 1 и x < 0 на выходе компаратора 1 будет логическая "1", на выходе элемента 5 будет логический "0", ключ 2 будет разомкнут, ключ 3 - замкнут, на выход преобразователя пройдет сигнал с его информационного входа, т.е. Z = x. Таким образом, нелинейный преобразователь при f = 0 воспроизводит положительную модуль-функцию (фиг. 2a), а при f = 1 - инвертированную модуль-функцию (фиг. 2б).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый нелинейный преобразователь обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает воспроизведение положительной и инвертированной модуль-функций.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий: - средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в области автоматики и аналоговой вычислительной техники в качестве функционального узла аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления, аналоговых процессоров и др.; - для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов; - средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Формула изобретения

Нелинейный преобразователь, содержащий дифференциальный компаратор, замыкающий и размыкающий ключи и инвертор знака, причем выход и информационный вход нелинейного преобразователя образованы соответственно объединенными выходами замыкающего, размыкающего ключей и объединенными инвертирующим входом дифференциального компаратора, неинвертирующий вход которого заземлен, входом размыкающего ключа, входом инвертора знака, присоединенного выходом к входу замыкающего ключа, отличающийся тем, что в него введен булевый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом замыкающего и размыкающего ключей, первый вход подключен к выходу дифференциального компаратора, а второй вход является входом управления нелинейного преобразователя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2