Ранговый распознаватель

 

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 идентификации ранговых значений информационного аналогового сигнала. Ранговый распознаватель содержит n реляторов, каждый из которых состоит из компаратора, замыкающего и размыкающего ключей и масштабирующего усилителя. 1 ил.

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

Известны ранговые распознаватели (см., например, рис. 8 или рис. 9 на стр. 41 в книге Алгоритмы и устройства обработки сигналов и автоматизация проектирования. Сб. научных трудов. Таллинн: АН Эстонии. 1991 г.), которые идентифицируют супраминимальное значение информационного аналогового сигнала.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных ранговых распознавателей, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется идентификация остальных ранговых значений информационного сигнала.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип ранговый распознаватель (фиг. 1 в описании изобретения к Патенту РФ 2109338, кл. G 06 G 7/25, 1998 г), который содержит n реляторов и идентифицирует минимальное и супраминимальное значения информационного сигнала x в кортеже аналоговых сигналов (x, x₁,....,x_n).

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется идентификация остальных ранговых значений сигнала x.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения идентификации всех возможных ранговых значений информационного аналогового сигнала.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в ранговом распознавателе, содержащем n реляторов, каждый из которых состоит из компаратора и замыкающего ключа, неинвертирующий и инвертирующий входы компаратора образуют соответственно первый и второй компараторные входы релятора, выходом и переключательным входом которого являются соответственно выход и вход замыкающего ключа, присоединенного управляющим входом к выходу компаратора, вторые компараторные входы всех реляторов объединены и образуют информационный вход рангового распознавателя, выходом и идентифицирующим входом которого являются соответственно выход n-го и переключательный вход первого реляторов, особенность заключается в том, что в каждый релятор введены масштабирующий усилитель, присоединенный к входу замыкающего ключа, и размыкающий ключ, присоединенный входом, выходом и управляющим входом соответственно к выходу масштабирующего усилителя, к выходу замыкающего ключа и к выходу компаратора, выход i-го релятора соединен с переключательным входом (i+1)-го релятора.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по 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 влияния 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 основание 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 изменение 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 чертеже представлена схема предлагаемого рангового распознавателя.

Ранговый распознаватель содержит n реляторов 1₁,....1_n. Каждый релятор содержит компаратор 2, масштабирующий усилитель 3 с коэффициентов усиления k, размыкающий и замыкающий ключи 4 и 5, причем неинвертирующий и инвертирующий входы компаратора 2 образуют соответственно первый и второй компараторные входы релятора, выходом и переключательным входом которого являются соответственно выход и вход ключа 5, присоединенного управляющим входом к выходу компаратора 2, вход и выход усилителя 3 соединены соответственно с входом ключа 5 и входом ключа 4, присоединенного выходом и управляющим входом соответственно к выходу ключа 5 и выходу компаратора 2. Выход релятора 1, соединен с переключательным входом релятора 1_i+1, вторые компараторные входы всех реляторов объединены и образуют информационный вход рангового распознавателя, выходом и идентифицирующим входом которого являются соответственно выход релятора 1_n и переключательный вход релятора I₁.

Работа предлагаемого рангового распознавателя осуществляется следующим образом. На его информационный вход и первые компараторные входы реляторов 1₁,...,1_n подаются соответственно аналоговый сигнал (напряжение) x, ранговые значения которого подлежат идентификации, и аналоговые сигналы (напряжения) x₁, ...,x_n с произвольным отношением порядка; на идентифицирующем входе распознавателя фиксируется аналоговый сигнал (напряжение) y. Напряжение на выходе релятора 1_i (i ∈ { 1_,....,n}) определяется рекуррентным выражением где Z₀ = y; k {-1,0,1} есть коэффициент передачи усилителя 3; Таким образом, предлагаемый ранговый распознаватель будет воспроизводить операцию вида:
где индекс r ∈ {1,...,n+1} есть ранг информационного сигнала x = x^(r) в кортеже (x,x₁,..,x_n). Согласно (1) уровень сигнала на выходе распознавателя, определяемый произведением yk^r-1, указывает на ранг r сигнала x.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый ранговый распознаватель обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает идентификацию всех возможных ранговых значений информационного аналогового сигнала, при этом необходимо отметить, что указанное достигается без существенного увеличения аппаратурных затрат.

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, спецпроцессоров 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

Ранговый распознаватель, содержащий n реляторов, каждый из которых состоит из компаратора и замыкающего ключа, причем неинвертирующий и инвертирующий входы компаратора образуют соответственно первый и второй компараторные входы релятора, выходом и переключательным входом которого являются соответственно выход и вход замыкающего ключа, присоединенного управляющим входом к выходу компаратора, вторые компараторные входы всех реляторов объединены и образуют информационный вход рангового распознавателя, выходом и идентифицирующим входом которого являются соответственно выход n-го и переключательный вход первого релятора, отличающийся тем, что в каждый релятор введены масштабирующий усилитель, присоединенный входом к входу замыкающего ключа, и размыкающий ключ, присоединенный входом, выходом и управляющим входом соответственно к выходу масштабирующего усилителя, к выходу замыкающего ключа и к выходу компаратора, выход i-го релятора соединен с переключательным входом (i + 1)-го релятора.

РИСУНКИ

Рисунок 1