Импульсный селектор

Изобретение относится к селекции импульсов. Технический результат - обеспечение воспроизведения операций med(τ₁, …, τ₅), supramed(τ₁, …, τ₅). Для этого предложен импульсный селектор, который предназначен для обработки синхронизированных по переднему фронту положительных импульсных сигналов х₁, …, х₅ ∈ {0,1}, имеющих длительности τ₁, …, τ₅ соответственно, и может быть использован в системах автоматического регулирования и управления как средство предварительной обработки информации. Импульсный селектор содержит резистор (1) и семнадцать ключей (2₁₁, …, 2₄₂). 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 2595960, кл. H03K 5/00, 2016 г.), которые воспроизводят операцию med(τ₁, …, τ₅), где τ₁, …, τ₅ есть длительности положительных импульсных сигналов x₁, …, x₅ ∈ {0,1}, синхронизированных по переднему фронту.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных импульсных селекторов, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не воспроизводится операция supramed(τ₁, …, τ₅). Отметим, что операция supramed(τ₁, …, τ₅) реализует выбор из переменных τ₁, …, τ₅ переменной, которая больше медианной (срединной), но меньше максимальной.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип импульсный селектор (патент РФ 2517295, кл. H03K 5/26, 2014 г.), который содержит резистор, ключи и воспроизводит операцию med(τ₁, …, τ₅), где τ₁, …, τ₅ есть длительности положительных импульсных сигналов х₁, …, x₅ ∈ {0,1}, синхронизированных по переднему фронту.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не воспроизводится операция supramed(τ₁, …, τ₅).

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения операций med(τ₁, …, τ₅), supramed(τ₁, …, τ₅), где τ₁, …, τ₅ есть длительности положительных импульсных сигналов x₁, …, x₅ ∈ {0,1}, синхронизированных по переднему фронту.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в импульсном селекторе, содержащем резистор и четырнадцать ключей, которые сгруппированы в четыре группы так, что первая, вторая, третья и четвертая группы содержат соответственно три, пять, четыре и два ключей, четные и нечетные ключи указанных групп выполнены соответственно размыкающими и замыкающими, в каждой группе выход предыдущего нечетного ключа соединен с выходом последующего ключа, в каждой группе кроме четвертой вход предыдущего четного ключа соединен с входом последующего ключа, а выходы первого, третьего и входы первого, третьего, четвертого ключей третьей группы соединены соответственно с входами первого, второго ключей четвертой группы и выходами первого, третьего, пятого ключей второй группы, подсоединенных входами соответственно к шине единичного потенциала, выходам первого, третьего ключей первой группы, входы которых соединены соответственно с шиной единичного потенциала, пятым входом импульсного селектора, i-й вход и выход которого соединены соответственно с управляющим входом всех ключей i-й группы и выходом первого ключа четвертой группы, подсоединенным через резистор к шине нулевого потенциала, особенность заключается в том, что в первую и вторую группы введены соответственно четвертый, пятый и шестой ключи, выполненные соответственно размыкающим, замыкающим и размыкающим, вход и выход четвертого ключа первой группы, вход и выход шестого ключа второй группы соединены соответственно с входом пятого и выходом третьего ключей первой группы, выходами пятых ключей первой и второй групп, а вход пятого ключа первой группы соединен с шестым входом импульсного селектора.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого импульсного селектора. На фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Импульсный селектор содержит резистор 1 и семнадцать ключей 2₁₁, …, 2₄₂, которые сгруппированы в четыре группы так, что первая, вторая, третья и четвертая группы содержат соответственно пять ключей 2₁₁, 2₁₂, 2₁₃, 2₁₄, 2₁₅, шесть ключей 2₂₁, 2₂₂, 2₂₃, 2₂₄, 2₂₅, 2₂₆, четыре ключа 2₃₁, 2₃₂, 2₃₃, 2₃₄ и два ключа 2₄₁, 2₄₂, причем четные и нечетные ключи указанных групп выполнены соответственно размыкающими и замыкающими, в каждой группе выход предыдущего нечетного ключа соединен с выходом последующего ключа, в каждой группе кроме четвертой вход предыдущего четного ключа соединен с входом последующего ключа, а выходы ключей 2₁₅, 2₃₁ 2₃₃ и входы ключей 2₃₁ 2₃₃, 2₃₄ соединены соответственно с входами ключей 2₂₆, 2₄₁, 2₄₂ и выходами ключей 2₂₁, 2₂₃, 2₂₅, подсоединенных входами соответственно к шине единичного потенциала, выходам ключей 2₁₁, 2₁₃, входы которых соединены соответственно с шиной единичного потенциала, пятым входом импульсного селектора, i-й шестой входы и выход которого соединены соответственно с управляющим входом всех ключей i-й группы, входом ключа 2₁₅ и выходом ключа 2₄₁, подсоединенным через резистор 1 к шине нулевого потенциала.

Работа предлагаемого импульсного селектора осуществляется следующим образом. На его первый, …, четвертый и пятый, шестой входы подаются соответственно синхронизированные по переднему фронту положительные импульсные сигналы x₁, …, x₄ ∈ {0,1}, имеющие длительности τ₁, …, τ₄ соответственно, и сигналы у₁ ∈ {1, х₅}, у₂ ∈ {0, х₅} (х₅ ∈ {0,1} - положительный импульсный сигнал, синхронизированный по переднему фронту с сигналами х₁, …, х₄ и имеющий длительность τ₅. Если на управляющем входе всех ключей произвольной группы действует логическая «1» либо логический «0», то каждый нечетный ключ этой группы соответственно замкнут либо разомкнут, а каждый четный ключ соответственно разомкнут либо замкнут. Таким образом, импульсный сигнал на выходе предлагаемого импульсного селектора определяется выражением

где есть символы конъюнкции, дизъюнкции, инверсии. Согласно (1) при y₁=х₅, y₂=0 либо при у₁=1, у₂=х₅ соответственно имеем

Следовательно, селектор (фиг. 1) при y₁=х₅, у₂=0 будет воспроизводить операцию τ_Z=med(τ₁, …, τ₅) (см. фиг. 2а), а при у₁=1, у₂=х₅ - операцию τ_Z=supramed(τ₁, …, τ₅) (см. фиг. 2б).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый импульсный селектор обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает воспроизведение операций med(τ₁, …, τ₅), supramed(τ₁, …, τ₅), где τ₁, …, τ₅ есть длительности положительных импульсных сигналов x₁, …, x₅ ∈ {0,1}, синхронизированных по переднему фронту.

Импульсный селектор, содержащий резистор и четырнадцать ключей, которые сгруппированы в четыре группы так, что первая, вторая, третья и четвертая группы содержат соответственно три, пять, четыре и два ключей, причем четные и нечетные ключи указанных групп выполнены соответственно размыкающими и замыкающими, в каждой группе выход предыдущего нечетного ключа соединен с выходом последующего ключа, в каждой группе, кроме четвертой, вход предыдущего четного ключа соединен с входом последующего ключа, а выходы первого, третьего и входы первого, третьего, четвертого ключей третьей группы соединены соответственно с входами первого, второго ключей четвертой группы и выходами первого, третьего, пятого ключей второй группы, подсоединенных входами соответственно к шине единичного потенциала, выходам первого, третьего ключей первой группы, входы которых соединены соответственно с шиной единичного потенциала, пятым входом импульсного селектора, i-й вход и выход которого соединены соответственно с управляющим входом всех ключей i-й группы и выходом первого ключа четвертой группы, подсоединенным через резистор к шине нулевого потенциала, отличающийся тем, что в первую и вторую группы введены соответственно четвертый, пятый и шестой ключи, выполненные соответственно размыкающим, замыкающим и размыкающим, вход и выход четвертого ключа первой группы, вход и выход шестого ключа второй группы соединены соответственно с входом пятого и выходом третьего ключей первой группы, выходами пятых ключей первой и второй групп, а вход пятого ключа первой группы соединен с шестым входом импульсного селектора.