Ранговый фильтр

° °       .МГ К О06О7/52
РАНГОВЫЙ ФИЛЬТР
Полезная модель относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использована для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления, аналоговых процессоров и др.
Известны ранговые фильтры (см. например патент РФ 2112276, кл. G06G7/25, 1998г.), которые обеспечивают выбор максимального или минимального из двух входных аналоговых сигналов.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных ранговых фильтров, относится ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка четырех входных аналоговых сигналов.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является, принятый за прототип, ранговый фильтр (свидетельство РФ 25625, кл. G06G7/52, 2002г.), который содержит два релятора и обеспечивает выбор минимального, медианного или максимального из трех входных аналоговых сигналов.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка четырех входных аналоговых сигналов.
Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения выбора минимального, супраминимального, субмаксимального или максимального из четырех входных аналоговых сигналов.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в ранговом фильтре, содержащем первый и второй реляторы, каждый из которых содержит компаратор, подключенный выходом к первому входу логического элемента, воспроизводящего операцию «Эквивалентность, второй вход которого является входом управления релятора, a выход соединен с управляющим входом замыкающего и размыкающего ключей, выходы которых объединены и образуют выход релятора, первым и вторым входами которого являются соответственно неинвертирующий и инвертирующий входы компаратора, присоединенные соответственно к входам замыкающего и размыкающего ключей, особенность заключается в том, что в ранговый фильтр введены третий,...,одиннадцатый реляторы, причем первые входы первого, второго, третьего реляторов и вторые входы третьего, пятого, щестого реляторов подключены соответственно к первому и четвертому информационным входам рангового фильтра, второй информационный вход которого образован объединенными вторым входом первого релятора и первыми входами четвертого, пятого реляторов, а третий информационный вход подключен к первому входу щестого релятора и вторым входам второго, четвертого реляторов, выход первого релятора соединен с первым входом седьмого релятора, выход г-го (г  2,б) и выход j-ro (7  7,10) реляторов подключены соответственно к второму входу (г+ 5)-го релятора и первому входу (у + l)-ro релятора, а выход одиннадцатого релятора является выходом рангового фильтра, первый и второй управляющие входы которого образованы соответственно объединенными входами управления первого,...,шестого реляторов и объединенными входами управления седьмого,...,одиннадцатого реляторов.
На фиг.1 и фиг.2 представлены соответственно схема предлагаемого рангового фильтра и схема релятора, использованного при пЪстроенир  занного фильтра.
Ранговый фильтр содержит реляторы li,...,lii. Каждый релятор выполнен в виде компаратора 2, подключенного выходом к первому входу логического элемента 3, воспроизводящего операцию «Эквивалентность, второй вход которого является входом управления релятора, а выход соединен с управляющим входом замыкающего и размыкающего ключей Л и 42, выходы которых объединены и образуют выход релятора, первым и вторым входами которого являются соответственно неинвертирующий и инвертирующий входы компаратора 2, присоединенные соответственно к входам
ключей 4i и 42- Первые входы реляторов 11,12Лз и вторые входы реляторов 13,15,16 подключены соответственно к первому и четвертому информационным входам рангового фильтра, второй информационный вход которого образован объединенными вторым входом релятора 1  и первыми входами реляторов 14,15 а третий информационный вход подключен к первому входу релятора 1б и вторым входам реляторов 12,14 выход релятора 1 соединен с первым входом релятора Ь, выход релятора 1, (г  2,б) и выход релятора 1у (у  7,1 о) подключены соответственно к второму входу релятора 1,+5 и первому входу релятора , а выход релятора In является выходом рангового фильтра, первый и второй управляющие входы которого образованы соответственно объединенными входами управления реляторов 1 ,...,Ц и объединенными входами управления реляторов 17,..., 111.
Работа предлагаемого рангового фильтра осуществляется следующим образом. На его первый,...,четвертый информационные входы подаются соответственно подлежащие обработке аналоговые сигналы (напряжения) JC,...,JC4; на его первом и втором управляющих входах фиксируются соответственно необходимые управляющие сигналы /j и /2, /i,/2 е {0,l}. Если
на входе управления релятора присутствует логическая «1 (логический «О) и сигнал на его первом входе больше либо меньше сигнала на его втором входе, то ключ 4i соответственно замкнут (разомкнут) либо разомкнут (замкнут), а ключ 42 соответственно разомкнут (замкнут) либо замкнут (разомкнут). Следовательно, если на входе управления релятора присутствует логическая «1 (логический «О), то этот релятор будет выделять на своем выходе наибольший (наименьший) из сигналов, действующих на его первом и втором входах. Таким образом, операция воспроизводимая предлагаемым фильтром определяется выражением:
(лГ Л Д:2 ) Л (xi л 3 ) л (xi л Л:4 ) л (2 л Хз ) л (2 л ДГд ) л (3 л 4 )
Xj л 2 л лгз л 4  min(xj,..., JC4) при /J  /2  о
(xj V 2 ) л (xj V 3 ) л (xj V 4 ) л (2 V JC3 ) л (2 V 4 ) Л (3 V JC4 )
(Х л 2 ) V (xj л Хз ) V (1 л 4 ) V (Х2 Л 3 ) V (2 Л 4 ) V (3 Л 4 )
(1 V 2 ) V (1 V ЛГз ) V (1 V 4 ) V (2 V 3 ) V (2 V 4 ) V  V 4 )
Xj V 2 V Хз V 4  max(xj,..., х) при /i  /2  1
где символами v и л обозначены соответственно операции max и min.
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый ранговый фильтр обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает выбор минимального, супраминимального, субмаксимального или максимального из четырех входных аналоговых сигналов.
supramin(jCi,...,JC4) при ,
submax(xj,...,jC4) при /i  О,