Функциональный формирователь

Изобретение предназначено для воспроизведения функций непрерывной логики и может быть использовано в системах вычислительной техники как средство логической обработки континуальных данных. Техническим результатом является обеспечение воспроизведения произвольной непрерывно-логической функции, принимающей значение одного из n своих аргументов - входных аналоговых сигналов. Устройство содержит позиционные идентификаторы, сгруппированные в n-1 групп так, что k-я $$(k=\overline{\mathrm{1,}n-1})$$ группа содержит k! позиционных идентификаторов, каждый из которых содержит k компараторов и k переключателей. 2 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 функциональные формирователи (см., например, авт.св. СССР 1251114, кл. G06G 7/25, 1986 г.), которые обеспечивают воспроизведение произвольной непрерывно-логической функции, принимающей значение одного из двух своих аргументов - входных аналоговых сигналов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных функциональных формирователей, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не воспроизводится произвольная непрерывно-логическая функция, принимающая значение одного из n своих аргументов - входных аналоговых сигналов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип функциональный формирователь (фиг.1а в описании изобретения к авт.св. СССР 1300507, кл. G06G 7/25, 1987 г.), который содержит позиционный идентификатор, содержащий k компараторов и k переключателей, и при k=1 может быть использован для воспроизведения произвольной непрерывно-логической функции, принимающей значение одного из двух своих аргументов - входных аналоговых сигналов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не воспроизводится произвольная непрерывно-логическая функция, принимающая значение одного из n своих аргументов - входных аналоговых сигналов.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения произвольной непрерывно-логической функции, принимающей значение одного из n своих аргументов - входных аналоговых сигналов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в функциональном формирователе, содержащем позиционный идентификатор, который содержит k компараторов и k переключателей, у которых коммутационный контакт предыдущего переключателя и инвертирующий, неинвертирующий входы и выход i-го $$\left(i=\overline{\mathrm{1,}k}\right)$$ компаратора соединены соответственно с нормально разомкнутым контактом последующего переключателя и входом, i-ым компараторным входом позиционного идентификатора и управляющим входом i-го переключателя, подсоединенного нормально замкнутым контактом к (i+1)-му переключательному входу позиционного идентификатора, первый переключательный вход и выход которого образованы соответственно нормально разомкнутым контактом первого и коммутационным контактом k-го переключателей, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены аналогичные упомянутому позиционные идентификаторы и все позиционные идентификаторы сгруппированы в n-1 групп так, что k-я $$(k=\overline{\mathrm{1,}n-1})$$ группа содержит k! позиционных идентификаторов, причем j-й $$(k=\overline{\mathrm{1,}k+1})$$ переключательный вход q-го $$(q=\overline{\mathrm{1,}k!})$$ позиционного идентификатора k-й предыдущей группы соединен с выходом $$(\left(q-1\right)\times \left(k+1\right)+j)$$ -го позиционного идентификатора (k+1)-й группы, а вход q-го позиционного идентификатора k-й группы соединен k-ым информационным входом функционального формирователя, выход которого подключен к выходу позиционного идентификатора первой группы.

На фиг.1 и фиг.2 представлены соответственно схема предлагаемого функционального формирователя (например при n=4) и схема позиционного идентификатора, использованного при построении указанного формирователя.

Функциональный формирователь содержит позиционные идентификаторы 1₁₁,…,1_{(n-1)((n-1)!)}. Каждый позиционный идентификатор содержит компараторы 2₁,…,2_k и переключатели 3₁,…,3_k, у которых коммутационный контакт предыдущего переключателя и инвертирующий, неинвертирующий входы и выход компаратора 2_i $$\left(i=\overline{\mathrm{1,}k}\right)$$ соединены соответственно с нормально разомкнутым контактом последующего переключателя и входом, i-ым компараторным входом позиционного идентификатора и управляющим входом переключателя 3_i, подсоединенного нормально замкнутым контактом к (i+1)-му переключательному входу позиционного идентификатора, первый переключательный вход и выход которого образованы соответственно нормально разомкнутым контактом переключателя 3₁ и коммутационным контактом переключателя 3_k. Все позиционные идентификаторы сгруппированы в n-1 групп так, что k-я $$\left(k=\overline{\mathrm{1,}n-1}\right)$$ группа содержит позиционные идентификаторы 1_k1,…,1_kk!, причем вход идентификатора 1_kq $$\left(q=\overline{\mathrm{1,}k!}\right)$$ и выход идентификатора 1₁₁ соединены соответственно с k-ым информационным входом и выходом функционального формирователя, а j-й $$\left(j=\overline{\mathrm{1,}k+1}\right)$$ переключательный вход идентификатора 1_kq $$\left(k=\overline{\mathrm{1,}n-2}\right)$$ соединен с выходом идентификатора

1_{(k+1)((q-1)×(k+1)+j).}

Работа предлагаемого функционального формирователя осуществляется следующим образом. На его первый,…,(n-1)-й информационные входы и первый компараторный вход позиционного идентификатора 1₁₁ подаются соответственно аналоговые сигналы (напряжения) х₂,…,x_n и х₁. На i-й (i∈{1,…,k}) компараторный вход позиционного идентификатора k-й $$\left(k=\overline{\mathrm{2,}n-1}\right)$$ группы, подсоединенного выходом к i-му переключательному входу позиционного идентификатора (k-1)-й группы, и на его первый,…,k-й кроме i-го компараторные входы подаются соответственно сигнал x_k и сигналы, которые поданы на первый,…,(k-1)-й компараторные входы указанного позиционного идентификатора (k-1)-й группы. Нау j-й $$\left(j=\overline{\mathrm{1,}n}\right)$$ переключательный вход позиционного идентификатора 1_(n-1)q $$(q=\overline{\mathrm{1,}(n-1)!})$$ подается один из сигналов х₁,…,x_n, представляющий значение f(x^(m1),…,x^(mn) (m1,…,mn - перестановка чисел 1,…,n) реализуемой непрерывно-логической функции f(x₁,…,x_n) при m-ом $$\text{(m}=\text{(q-1)}\times n+j=\overline{\mathrm{1,}n!})$$ варианте упорядочения х⁽¹⁾<…<х⁽ⁿ⁾ ее аргументов х₁=х^(m1),…,x _n=х^(mn), причем х^(mn)=х^(j) и набор х^(m1),…,х^(m(n-1)) определяется с учетом отношения y_q1<…<y_q(n-1), где y_q1,…,y_q(n-1) есть сигналы, действующие соответственно на первом,…,(n-1)-ом компараторных входах позиционного идентификатора 1_(n-1)q. Если сигнал на инвертирующем входе компаратора 2_i $$\left(i=\overline{\mathrm{1,}k}\right)$$ больше либо меньше сигнала на его неинвертирующем входе, то нормально замкнутый контакт переключателя 3_i соответственно замкнут либо разомкнут, а нормально разомкнутый контакт - соответственно разомкнут либо замкнут. Таким образом, при m-ом варианте упорядочения сигналов х₁,…,x _n на выход предлагаемого функционального формирователя пройдет сигнал, действующий на соответствующем переключательном входе соответствующего позиционного идентификатора (n-1)-й группы, то есть Z=f(x^(m1),…,x^(mn)). Поскольку любая непрерывно-логическая функция f(x₁,…,x_n), принимающая значение одного из своих аргументов, задается на n! вариантах их упорядочения, то Z=f(x₁,…,x_n).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый функциональный формирователь обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает воспроизведение произвольной непрерывно-логической функции, принимающей значение одного из n своих аргументов - входных аналоговых сигналов.

Функциональный формирователь, предназначенный для воспроизведения произвольной непрерывно-логической функции, принимающей значение одного из n своих аргументов - входных аналоговых сигналов, содержащий позиционный идентификатор, который содержит k компараторов и k переключателей, у которых коммутационный контакт предыдущего переключателя и инвертирующий, неинвертирующий входы и выход i-гo $$(i=\overline{\mathrm{1,}k})$$ компаратора соединены соответственно с нормально разомкнутым контактом последующего переключателя и входом, i-ым компараторным входом позиционного идентификатора и управляющим входом i-гo переключателя, подсоединенного нормально замкнутым контактом к (i+1)-му переключательному входу позиционного идентификатора, первый переключательный вход и выход которого образованы соответственно нормально разомкнутым контактом первого и коммутационным контактом k-го переключателей, отличающийся тем, что в него дополнительно введены аналогичные упомянутому позиционные идентификаторы и все позиционные идентификаторы сгруппированы в n-1 групп так, что k-я $$(k=\overline{\mathrm{1,}n-1})$$ группа содержит k! позиционных идентификаторов, причем j-й $$(j=\overline{\mathrm{1,}n+1})$$ переключательный вход q-го $$(q=\overline{\mathrm{1,}k!})$$ позиционного идентификатора k-й предыдущей группы соединен с выходом ((q-1)·(k+1)+j)-гo позиционного идентификатора (k+1)-й группы, а вход q-го позиционного идентификатора k-й группы соединен с k-ым информационным входом функционального формирователя, выход которого подключен к выходу позиционного идентификатора первой группы.