Импульсный селектор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения выбора из кортежа (τ₁,..., τ_n) компоненты τ_i = τ^(r), занимающей r-е место в отношении порядка τ⁽¹⁾≤...≤τ⁽ⁿ⁾, полученном неубывающим ранжированием компонент τ₁,..., τ_n, где τ₁,..., τ_n, есть временные интервалы, определяемые длительностями синхронизированных по переднему фронту положительных импульсных сигналов x₁,..., x_n∈{0,1}. Устройство содержит замыкающие ключи, резисторы, компаратор, операционный усилитель. 2 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.

Известны импульсные селекторы (см., например, патент РФ 2112276, кл. G 06 G 7/25, 1998 г.), которые обеспечивают выбор из кортежа (τ₁, τ₂) компоненты τ_i = τ^(r), занимающей заданное r-е место в отношении порядка τ⁽¹⁾≤τ⁽²⁾, полученном неубывающим ранжированием компонент τ₁, τ₂ где τ₁, τ₂ есть временные интервалы, определяемые длительностями синхронизированных по переднему фронту положительных импульсных сигналов x₁, x₂ ∈{0,1}. К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных импульсных селекторов, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка n временных интервалов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип импульсный селектор (фиг.1 в описании изобретения к патенту РФ 2124754, кл. G 06 G 7/52, 1999 г.), который содержит компаратор и два замыкающих ключа и обеспечивает выбор из кортежа (τ₁, τ₂, τ₃) компоненты τ_i = τ^(r), занимающей заданное r-е место в отношении порядка τ⁽¹⁾≤τ⁽²⁾≤τ⁽³⁾, полученном неубывающим ранжированием компонент τ₁, τ₂, τ₃, где τ₁, τ₂, τ₃ есть временные интервалы, определяемые длительностями синхронизированных по переднему фронту положительных импульсных сигналов x₁, x₂, x₃ ∈{0,1}..

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка n временных интервалов.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения выбора из кортежа (τ₁,...,τ_n) компоненты τ_i = τ^(r), занимающей заданное r-е место в отношении порядка τ⁽¹⁾≤...≤τ⁽ⁿ⁾, полученном неубывающим ранжированием компонент τ₁,..., τ_n, где τ₁,..., τ_n есть временные интервалы, определяемые длительностями синхронизированных по переднему фронту положительных импульсных сигналов x₁,..., x_n ∈{0,1}. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в импульсном селекторе, содержащем компаратор и два замыкающих ключа, особенность заключается в том, что в него введены операционный усилитель, n-2 замыкающих ключа и n+1 резисторов, причем i-й резистор подсоединен между входом и выходом i-го замыкающего ключа, а (n+1)-й резистор - между входом первого замыкающего ключа и шиной нулевого потенциала, выход каждого предыдущего замыкающего ключа соединен с входом последующего замыкающего ключа, а выход n-го замыкающего ключа - с инвертирующим входом компаратора, подсоединенного выходом и неинвертирующим входом соответственно к выходу и второму настроечному входу импульсного селектора, i-й информационный и первый настроечный входы которого образованы соответственно управляющим входом i-го замыкающего ключа и неинвертирующим входом операционного усилителя, подсоединенного инвертирующим входом и выходом соответственно к входу первого и выходу n-го замыкающих ключей.

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 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 импульсного селектора. На фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип его работы (например при n=4).

Импульсный селектор содержит замыкающие ключи 1₁,...,1_n, резисторы 2₁,.. . , 2_n+1, операционный усилитель 3 и компаратор 4, причем резистор 2_i подсоединен между входом и выходом ключа 1_i, а резистор 2_n+1 - между входом ключа 1₁ и шиной нулевого потенциала, выход каждого предыдущего ключа соединен с входом последующего ключа, а выход ключа 1_n - с инвертирующим входом компаратора 4, подсоединенного выходом и неинвертирующим входом соответственно к выходу и второму настроечному входу импульсного селектора, i-й информационный и первый настроечный входы которого образованы соответственно управляющим входом ключа 1 и неинвертирующим входом усилителя 3, подсоединенного инвертирующим входом и выходом соответственно к входу ключа ₁ и выходу ключа 1_n.

Работа предлагаемого импульсного селектора осуществляется следующим образом. На его первый,..., n-й информационные входы подаются соответственно синхронизированные по переднему фронту положительные импульсные сигналы x₁,..., x_n ∈{0,1}, имеющие длительности τ₁,..., τ_n соответственно; на его первом и втором настроечных входах фиксируются соответственно необходимые управляющие сигналы (напряжения) у₁ и у₂. Если х_i=1 либо х_i=0, то ключ 1_i соответственно замкнут либо разомкнут. Таким образом, импульсный сигнал на выходе предлагаемого селектора определяется выражением
где есть коэффициент усиления неинвертирующего усилителя, образованного операционным усилителем 3 и резисторами 2₁,..., 2_n+1, сопротивления которых есть R₁,...,R_n+1 соответственно. Если R₁=...= R_n+1, то и селектор (фиг.1) при у₂=(r+0,5)у₁ будет выбирать из кортежа (τ₁,..., τ_n) компоненту τ_i = τ^(r) (см. фиг.2), занимающую заданное r-е место в отношении порядка τ⁽¹⁾≤...≤τ⁽ⁿ⁾, полученном неубывающим ранжированием временных интервалов τ₁,..., τ_n.
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый импульсный селектор обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает обработку n временных интервалов.

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 импульсной техники в качестве функционального узла систем автоматики, управления 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

Импульсный селектор, содержащий компаратор и два замыкающих ключа, отличающийся тем, что в него введены операционный усилитель, n-2 замыкающих ключа и n+1 резисторов, причем i-й резистор подсоединен между входом и выходом i-го замыкающего ключа, а (n+1)-й резистор - между входом первого замыкающего ключа и шиной нулевого потенциала, выход каждого предыдущего замыкающего ключа соединен с входом последующего замыкающего ключа, а выход n-го замыкающего ключа - с инвертирующим входом компаратора, подсоединенного выходом и неинвертирующим входом соответственно к выходу и второму настроечному входу импульсного селектора, i-й информационный и первый настроечный входы которого образованы соответственно управляющим входом i-го замыкающего ключа и неинвертирующим входом операционного усилителя, подсоединенного инвертирующим входом и выходом соответственно к входу первого и выходу n-го замыкающих ключей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2