АНАЛОГОВЫЙ СЕЛЕКТОР
ANALOGUE SELECTOR

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 аналоговые селекторы (см., например, авт.св. СССР 1322325, кл. G06G 7/25, 1987 г.), которые воспроизводят двойственные операции выделения минимального и максимального из двух входных аналоговых сигналов.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных аналоговых селекторов, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка четырех аналоговых сигналов.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип аналоговый селектор (фиг.2 в описании изобретения к авт.св. СССР 1718237, кл. G06G 7/12, 1992 г.), который содержит сортировщик и воспроизводит двойственные операции выделения минимального и максимального из двух входных аналоговых сигналов.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка четырех аналоговых сигналов.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения двойственных операций выделения минимального и максимального либо двойственных операций выделения супраминимального и субмаксимального из четырех входных аналоговых сигналов.
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,2</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow>
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>j</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,2</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow>
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в аналоговом селекторе, содержащем сортировщик, который содержит компаратор, подсоединенный неинвертирующим и инвертирующим входами соответственно к первому и второму входам сортировщика, и 1-й
переключатель, подсоединенный нормально замкнутым, нормально разомкнутым и коммутационным контактами соответственно к i-му, (3-i)-му входам и i-му выходу сортировщика, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены аналогичный упомянутому сортировщик, два элемента МАХ, два элемента MIN и в каждый сортировщик дополнительно введен элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый, второй входы и выход которого соединены соответственно с выходом компаратора, входом управления сортировщика и управляющим входом переключателей, причем первый и второй выходы j-го
сортировщика соединены соответственно с j-ми входами первых элементов МАХ и MIN, подключенных выходами соответственно к объединенным первым и объединенным вторым входам вторых элементов MAX, MIN, выходы которых являются соответственно первым, вторым выходами аналогового селектора, подсоединенного настроечным и ((j-1)×2+i)-ым информационным входами соответственно к входу управления и i-му входу j-го сортировщика.
На чертеже представлена схема предлагаемого аналогового селектора.
1
2
1,
2
1
2
1
2
i
j
1
1
2
2
j
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,2</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow>
<mrow><mo stretchy="false">(</mo><mi>j</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,2</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow>
Аналоговый селектор содержит сортировщики 1, 1, элементы МАХ 2 2 и элементы MIN 3, 3. Каждый сортировщик содержит компаратор 4, подключенный неинвертирующим, инвертирующим входами и выходом соответственно к первому, второму входам сортировщика и первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, второй вход и выход которого соединены соответственно с входом управления сортировщика и управляющим входом переключателей 6, 6, причем нормально замкнутый, нормально разомкнутый и коммутационный контакты переключателя 6
соединены соответственно с i-ым, (3-i)-ым входами и i-ым выходом сортировщика. Первый и второй выходы сортировщика 1
соединены соответственно с j-ми входами элементов 2 и 3, подключенных выходами соответственно к объединенным первым и объединенным вторым входам элементов 2, 3, выходы которых являются соответственно первым, вторым выходами аналогового селектора, подсоединенного настроечным и ((j-1)× 2+i)-ым информационным входами соответственно к входу управления и i-му входу сортировщика 1.
1
4
Работа предлагаемого аналогового селектора осуществляется следующим образом. На его первый,…,четвертый информационные и настроечный входы подаются соответственно подлежащие обработке аналоговые сигналы (напряжения) х,…,х и управляющий сигнал f∈{0,l}. Если на входе управления сортировщика присутствует лог. «0» (лог. «1») и сигнал на его первом входе меньше либо больше сигнала на его втором входе, то нормально замкнутый контакт каждого его переключателя соответственно замкнут (разомкнут) либо разомкнут (замкнут), а нормально разомкнутый контакт соответственно разомкнут (замкнут) либо замкнут (разомкнут). Следовательно, если f=0 (f=1), то на первом и втором выходах каждого сортировщика выделяются соответственно минимальный (максимальный) и максимальный (минимальный) из сигналов, поданных на его первый, второй входы. Таким образом, на первом, втором выходах предлагаемого аналогового селектора имеем
<mrow><msub><mi>Z</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo>=</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo>=</mo><mi>max</mi><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo><mtext> при f</mtext><mo>=</mo><mtext>1</mtext></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mi>v</mi><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mtext>                                                             </mtext><mtext>,</mtext></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>=</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo>=</mo><mi>s</mi><mi>u</mi><mi>b</mi><mi>max</mi><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo><mtext> при f</mtext><mo>=</mo><mtext>0</mtext></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow>
<mrow><msub><mi>Z</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo>=</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo>=</mo><mi>min</mi><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo><mtext> при f</mtext><mo>=</mo><mtext>1</mtext></mtd></mtr><mtr><mtd><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mtext>                                                             </mtext><mtext>,</mtext></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>=</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mi>v</mi><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo>=</mo><mi>sup</mi><mi>r</mi><mi>a</mi><mi>min</mi><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>x</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mn>2</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mn>3</mn></msub><mo>,</mo><msub><mi>x</mi><mn>4</mn></msub><mo stretchy="false">)</mo><mtext> при f</mtext><mo>=</mo><mtext>0</mtext></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow>
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
где символами ·, v обозначены операции min, max. То есть, при f=1 либо f=0 воспроизводятся соответственно двойственные операции min(x, x, x, x) и max(x, x, x, x) либо двойственные операции supramin(x, x, x, x) и submax (x, х, х, х).
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый аналоговый селектор обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, поскольку обеспечивает воспроизведение двойственных операций выделения минимального и максимального либо двойственных операций выделения супраминимального и субмаксимального из четырех входных аналоговых сигналов.