Импульсный селектор
Владельцы патента RU 2702972:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к селекции импульсов. Технический результат - уменьшение аппаратурных затрат. Для этого предложен импульсный селектор, который предназначен для воспроизведения операции submed(τ1, …, τ7), где τ1, …, τ7 есть длительности семи положительных импульсных сигналов, синхронизированных по переднему фронту, и может быть использован в системах автоматического регулирования и управления как средство предварительной обработки информации. Импульсный селектор содержит резистор (1) и двадцать три ключа (2(1)(1), …, 2(5)(3), 222, 223). 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, нижний рис.в пятой строке табл. 3.5 на стр. 50 в книге Ашихмин А.С. Цифровая схемотехника. Шаг за шагом. М.: Диалог-МИФИ, 2008 г.), которые воспроизводят операцию submed(τ1,τ2,τ3), где τ1, τ2, τ3 есть длительности трех положительных импульсных сигналов, 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 допускается обработка семи импульсных сигналов.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип импульсный селектор (патент РФ 2542916, кл. H03K 5/00, 2015 г.), который содержит резистор, ключи и воспроизводит операцию submed(τ1, …, τ7), где τ1, …, τ7 есть длительности семи положительных импульсных сигналов, синхронизированных по переднему фронту.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся большие аппаратурные затраты, обусловленные тем, что прототип содержит двадцать четыре ключа.
Техническим результатом изобретения является уменьшение аппаратурных затрат при сохранении функциональных возможностей прототипа.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в импульсном селекторе, содержащем резистор и двадцать три ключа, выход первого и вход второго ключей r-й (r ∈ {1,5}) группы соединены соответственно с выходом второго и входом третьего ключей r-й группы, выход m-го (m ∈ {1,3}) и вход (m+1)-го ключей i-й группы соединены соответственно с выходом (m+1)-го и входом (m+2)-го ключей i-й группы, четные и нечетные ключи описанных групп выполнены соответственно размыкающими и замыкающими, входы первого, третьего и пятого ключей j-й 
группы соединены соответственно с выходами первого, третьего и пятого ключей 
группы, входы первого и третьего ключей пятой группы соединены соответственно с выходами первого и третьего ключей четвертой группы, входы первого и (m+1)-го ключей второй группы соединены соответственно с шиной единичного потенциала и выходом m-го ключа первой группы, а вход первого ключа первой группы и управляющий вход всех ключей n-й 
группы соединены соответственно с шиной единичного потенциала и n-ым входом импульсного селектора, выход которого подсоединен через резистор к шине нулевого потенциала, особенность заключается в том, что вход и выход двадцать второго, вход и выход двадцать третьего ключей, выполненных замыкающими, соединены соответственно с шиной единичного потенциала и входом третьего ключа первой группы, выходом первого ключа пятой группы и объединенными выходом третьего ключа пятой группы, выходом пятого ключа четвертой группы, выходом импульсного селектора, k-й 
вход которого подсоединен к управляющему входу (k+16)-го ключа.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого импульсного селектора. На фиг. 2 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.
Импульсный селектор содержит резистор 1 и двадцать три ключа 2(1)(1), …, 2(5)(3), 222, 223, причем ключи 2(r)(m) (r ∈ {1,5}; m ∈ {1,3}), 2(i)(m) 
, 2(i)(5), 222, 223 и 2(r)(2), 2(i)(m+1) выполнены соответственно замыкающими и размыкающими, выходы ключей 2(r)(1), 2(i)(m) и входы ключей 2(r)(2), 2(i)(m+1) соединены соответственно с выходами ключей 2(r)(2), 2(i)(m+1) и входами ключей 2(r)(3), 2(i)(m+2), входы ключей 2(j)(1) 
, 2(j)(3) и 2(j)(5) соединены соответственно с выходами ключей 2(j-1)(1), 2(j-1)(3) и 2(j-1)(5), входы ключей 2(5)(1), 2(5)(3) и 2(2)(1), 2(2)(m+1) соединены соответственно с выходами ключей 2(4)(1), 2(4)(3) и шиной единичного потенциала, выходом ключа 2(1)(m), входы ключей 2(1)(1), 222 и 2(1)(3), вход и выход ключа 223 соединены соответственно с шиной единичного потенциала и выходом ключа 222, выходами ключей 2(5)(1) и 2(5)(3), 2(4)(5), а управляющий вход ключей 2(r)(1), 2(r)(2), 2(r)(3), управляющий вход ключей 2(i)(1), …, 2(i)(5) и управляющий вход ключа 2k+16 
образуют соответственно r-й, i-й и k-й входы импульсного селектора, выход которого, подсоединенный через резистор 1 к шине нулевого потенциала, соединен с выходом ключа 223.
Работа предлагаемого импульсного селектора осуществляется еле-дующим образом. На его первый, …, седьмой входы подаются соответственно синхронизированные по переднему фронту положительные импульсные сигналы х1, …, х7 ∈ {0,l}, имеющие длительности τ1, …, τ7 соответственно. Если на управляющем входе всех ключей n-й 
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. Когда xk=1 
либо xk=0, ключ 2k+16 соответственно замкнут либо разомкнут. Таким образом, импульсный сигнал на выходе предлагаемого импульсного селектора определяется выражением
где 
есть символы конъюнкции, дизъюнкции, инверсии. Согласно (1) имеем
Следовательно, селектор (фиг. 1) будет воспроизводить операцию τZ=submed(τ1, …, τ7) (см. фиг. 2). При этом он содержит резистор и двадцать три ключа.
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый импульсный селектор обладает функциональными возможностями прототипа и меньшими по сравнению с ним аппаратурными затратами.
Импульсный селектор, содержащий резистор и двадцать три ключа, причем выход первого и вход второго ключей r-й (r∈{1,5}) группы соединены соответственно с выходом второго и входом третьего ключей r-й группы, выход m-го (m∈{1,3}) и вход (m+1)-го ключей i-й 
группы соединены соответственно с выходом (m+1)-го и входом (m+2)-го ключей i-й группы, четные и нечетные ключи описанных групп выполнены соответственно размыкающими и замыкающими, входы первого, третьего и пятого ключей j-й 
группы соединены соответственно с выходами первого, третьего и пятого ключей (j-1)-й группы, входы первого и третьего ключей пятой группы соединены соответственно с выходами первого и третьего ключей четвертой группы, входы первого и (m+1)-го ключей второй группы соединены соответственно с шиной единичного потенциала и выходом m-го ключа первой группы, а вход первого ключа первой группы и управляющий вход всех ключей n-й 
группы соединены соответственно с шиной единичного потенциала и n-м входом импульсного селектора, выход которого подсоединен через резистор к шине нулевого потенциала, отличающийся тем, что вход и выход двадцать второго, вход и выход двадцать третьего ключей, выполненных замыкающими, соединены соответственно с шиной единичного потенциала и входом третьего ключа первой группы, выходом первого ключа пятой группы и объединенными выходом третьего ключа пятой группы, выходом пятого ключа четвертой группы, выходом импульсного селектора, k-й 
вход которого подсоединен к управляющему входу (k+16)-го ключа.
