Патент ссср 350012

 

ОПИСАНИЕ 35ОО!2

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Секта Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М

Заявлено 18.VIII.1969 (№ 1355742/18-24} с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 04 1Х.1972. Бюллетень ¹ 26

Дата опубликования описания 6.11.1973,Ч, 1,л. С 06 7/18

Комитет по делам изобретений и открытии при Совете Министров

СССР

УДК 547.495.1 541 07 (088.8) Автор изобретения

В. В. Поляков

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СРАВНЕНИЯ ИНТЕГРАЛОВ

ИЛИ ВЗВЕШЕННЫХ СУММ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известны устройства для сравнения интегралов или взвешенных сумм аналоговых сигналов, содержащие ключевую схему и napaëлельно включенные электрохимические интеграторы по числу исследуемых параметров сигнала с подключенными к ним регистрирующими схемами.

Все известные устройства достаточно сложны.

Предложенное устройство отличается тем, что оно содержит объединенные в группы весовые элементы, например резисторы, точки соединения которых подключены ко входам электрохимических интеграторов, свободные зажимы по одному из резисторов каждой группы присоединены через диоды и общий для всех интеграторов ключ к источнику напряжения опроса, а свободные зажимы остальных резисторов через другие диоды и ключевую схему подключены к источнику исследуемого сигнала, а также тем, что в нем регистрирующие схемы выполнены на составных триодах с самоблокирующимися реле и индикаторами состояния, например лампочками в коллекторных цепях, причем реле регистрирующей схемы канала интегрирования опорного параметра содержит нормально замкнутый ключ B цепи источника напряжения опроса.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Устройство состоит, как минимум, из двух однотипных каналов, каждый из которых содержит электрохимическпй интегратор 1, соединенный с регистрирующей схемой 2 и через переменные резисторы 8, 4, 5 и диоды 6, 7, 8 подключенный к ключам интегрирования 9, 10, 11 ключевой схемы 12, а через нпх — к полюсу источника исследуемых сигналов U,. Указанные соединения и элементы образуют цепь интегрирования сигнала. Переменные резисторы 18 через диоды 14

15 соединены с нормально замкнутыми контактами 15 реле регистрирующей схемы 2 канала интегрирования опорного параметра и через ключ опроса 16 ключевой схемы 12 с минусом источника напряжения опроса. Указанные эле20 менты и соединения образуют цепь опроса.

Регистрирующая схема выполнена на составном триоде на транзисторах 17 и 18.

В коллектор транзистора 18 включена обмотка реле 19 и контакты 20 для самоолокировки

25 и индикации на лампочке 21.

Число переменных резисторов в цепи интегрирования каждого из каналов в общем случае соответствует числу ключей интегрирования ключевой схемы 12, т. е. числу и анализируе30 мых компонент сигнала.

350012

1 опроса

U а д с

1 ; — значение канала А.

В канале В:

1 опроса

U ь— с и

qa.= g х,а„

l=1 где « х;а, Ча

1а 1опр

З0 а в канале В: х0; R, ь— ь Uonp

q, = g X1b,.,;

1=1

1 — ь

45 где « х;а; R,« хф R 1опр 1опр

> — — регистрирующая схема канала А не сработает;

1 с х;а;

1=I

Если ь

< — — регистрирующая схема канала А сработает.

g x10;

C -=1

Работа схемы происходит следующим образом.

В начальный момент все ключи ключевой схемы 12 разомкнуты, реле регистрирующих схем 2 обесточены и индикаторные лампы горят. На вход устройства от анализатора поступает последовательность меняющихся во времени сигналов одной полярности. Ключевая схема 12, управляемая самим исследуемым сигналом, либо программным устройством, либо механически, последовательно замыкает ключи интегрирования 9, 10, 11 синхронно с поступающими сигналами. При этом происходит интегрирование входного сигнала с весовыми коэффициентами, обратно пропорциональными величинам переменных резисторов в каждой из цепей интегрирования. Происходит перенос металла с одного электрода интегратора («склад») на другой («рабочий»).

Количество этого металла пропорционально количеству электричества, протекшему между электродами. В канале А последнее равно:

$.+Ь. у,(q Я ; У,(/) — исследуемый сигнал; а,.=,;,. и (g,.+Д,.) — пределы интегри1 рования;

R. — значение сопротивлений (весов) в кана- 35 ле А (8, 4, 5); i — номер интегриуемой компоненты сигнала. и — максимальное число исследуемых компонент.

А в канале В:

По окончании процесса интегрирования всех компонент сигнала ключевая схема 12 замы- 50 кает ключ опроса 1б. При этом в каждом из каналов происходит снятие металла с «рабочего» электрода интегратора. Напряжение между электродами интегратора в режиме снятия составляет величину порядка несколь- 55 ких десятков милливольт.

При полном снятии металла с «рабочего электрода возникает резкий скачок напряжения между электродами — до 1 в. Этот скачок напряжения вызывает срабатывание регистрирующей схемы 2 и реле 19 самоблокируется.

Таким образом, срабатывание регистрирующей схемы свидетельствует о полном снятии металла с «рабочего» электрода в интеграторе, т. е. равенстве интегралов токов при осаждении и снятии.

В канале А происходит снятие металла с

«раоочего» электрода током: сопротивления резистора 18

Rb — значение сопротивлений резистора 18 канала В.

Для полного снятия металла с «рабочего» электрода интегратора в канале А потребуется время:

Время 4 также является и временем опроса

4пр, так как при полном снятии металла в интеграторе 1 канала В происходит срабатывание регистрирующей схемы 2, приводящее к размыканию нормально замкнутых контактов 15 реле 19 и разрыву цвпи опроса.

Если 4(4=4„р, то в канале А успеет,произойти полное снятие металла с «рабочего» электрода, регистрирующая схема 2 сработает и индикатор 21 погаснет, если же а)4=4 p, то он будет продолжать гореть. Таким образом, осуществляется сравнение:

350032 вием задачи. Выбор R; и R» ограничен также вышеизложенным условием.

При этом происходит сравнение:

Х х1а1 х а х Rc ь — тт — m) с

Е xibi xtbi х1 < Rc

25 хт

Если — ) С вЂ” регистрирующая схема канаxi ла А не сработает.

xm

Если — (С вЂ” регистрирующая схема канаХ1 ла А сработает.

Очевидно, что С может быть больше или равно 1, а также и меньше 1. 2 вариант.

Положим: ai+ — — 0; bt+t — — 0;

btt=bÄ а фЬ„т. е. Щ+Я1 и а Ь

R,=R,=g„

40, х а; тогда:

45 преобразуется в

Хт.) Ь, ь Ф

Х1 (ат Р, Ra

Таким образом, приравняв =С; где С— ь заданная величина отношения —, получим

xm

xt требуемое сравнение. 60

Можно .показать, что аналогичным образом может быть осуществлено сравнение отношения любой из компонент сигнала (или их сочетания) к общей сумме компонент сигнала, или, иначе говоря, сравнение процентного со- 65

Задавая различные значения сопротивлений резисторов R;, R» R; и R„ a том числе и равные со, можно осуществить сравнение сигналов х; между собой. Рассмотрим, например, случай сравнения отношения двух компонент сигнала Х и Х1 с заданным зачением С.

При этом возможны два варианта реализации.

11 вариант.

Положим: а; : — — 0; а.=т=.ат, Ь1 1=0; . о

bt i= bi H а„,=Ьь РеализУетсЯ IIPH Rm =Ri

=R и отключении остальных Rt.

Значение R может быть люоым. Единственное условие (которое должно быть выполнено) заключается в том, чтобы ток осаждения при интегрировании был в пределах допустимого для данного типа интеграторов. ОтношеR» ние: = С, задается в соответствии с услос держания компонент с заданным. Например, для этого необходимо положить: а; „— — О; а;=„= а„,;

R; =1 "; b,.=b =const по всем i от 1 дои;

1 1 — ать

При этом происходит

Хта или

Ь » х;

i=1 сравнение отношения: хт ) b (ат

Таким образом, выбрав отношение

Л, " =с(1; ат где С вЂ” заданное значение процентного состава компоненты, получим требуемое сравнение.

Возможен также алгоритм работы, аналогичный изложенному в предыдущем примере при R; ФР ; выбор того или иного алгоритма работы диктуется условиями эксперимента.

Особенностью алгоритма при R; =R», является равенство токов снятия металла в обоих интегр атор ах. Достоинством здесь являются одинаковые условия работы интеграторов при опросе и регистрации результатов, что увеличивает точность сравнения. Недостатком— возможность;протекания слишком большого тока интегрирования в канале с малым значением сопротивления резистора при появлении входного сигнала, во много раз превышающего ожидаемое значение. От этого недостатка в значительной степени свободен алгоритм при R; ф R,. Возможно также сочетание первого и второго алгоритмов, В заключение следует отметить, что число каналов сравнения может быть сколь угодно большим, и таким образом может быть осуществлено сравнение состава компонент плп их любых сочетаний с заранее заданными значениями.

Если в устройстве исключить из цепи опроса нормально замкнутые контакты реле регистрирующей схемы канала В, выбранного в качестве опорного, и опрос производить до полного снятия металла во всех каналах, то устройство может выполнять функции классификатора по минимуму расстояний до эталонов N. Для этого необходимо в каждом из каналов задать веса, соответствующие значениям эталонов в п-мерном пространстве признаков. Исследуемый сигнал, состоящий из компонент, рассматривается как вектор в пмерном пространстве аналоговых приздак х ..., х ..., х .

При интегрировании в каналах накапливаются значения взвешенных сумм сигнала. Тогда при снятии происходит вначале срабатывание регистрирующих схем 2 в каналах с меньшими значениями этих сумм и в последнюю очередь в канале с максимальным значением этой суммы, т. е. того, в котором расстояние неизвест350012

Канпп Л

Ка//(7л t7

Составите Ib А..ЧHcлов

Корректоры: В. Жонудева и Н. Нрокуратова

Текред А. Камышнпкова

Редактор Б. Нанкина

Заказ 4407,/9 Изд. ¹ 1854 Тираж 406 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ного сигнала (Х;) до эталона оказалось минимальным.

Предмет изобретения

1. Устройство для сравнения интегралов или взвешенных сумм аналоговых сигналов, содержащее ключевую схему и параллельно включенные электрохимические интеграторы по числу исследуемых параметров сигнала с подключенными к ним регистрирующими схемами, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и расширения его функциональных возможностей, оно содержит объединенные в группы весовые элементы, например резисторы, точки соединения которых подключены ко входам электрохимических интеграторов, свободные зажимы по одному из резисторов каждой группы присоединены через диоды и общий для всех интеграторов ключ к источнику напряжения опроса, а свободные зажимы остальных резисторов через другие диоды и ключевую схему подключены к источнику исследуемого сигнала.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем регистрирующие схемы выполнены на

10 составных триодах с самоблокирующимися реле и индикаторами состояния, например лампочками в коллекторных цепях, причем реле регистрирующей схемы канала интегрирования опорного параметра содержит нормально

15 замкнутый ключ в цепи источника напряжения опроса.