ИМПУЛЬСНЫЙ СЕЛЕКТОР
PULSE SELECTOR

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.
1
n
1
n
1
n
1
n
Известны импульсные селекторы (см., например, патент РФ 2273090, кл. H03K 5/26, 2006 г.), которые воспроизводят любую из операций min(τ,…,τ), max(τ,…,τ), где τ,…,τ есть длительности положительных импульсных сигналов x,…,x∈{0,1}, синхронизированных по переднему фронту.
1
n
1
n
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных импульсных селекторов, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не воспроизводятся операции supramin(τ,…,τ), submax(τ,…,τ).
1
n
1
n
1
n
1
n
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип импульсный селектор (патент РФ 2417516, кл. H03K 5/26, 2011 г.), который содержит n-1 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, n-1 замыкающих ключей, резистор и воспроизводит любую из операций min(τ,…,τ), max(τ,…,τ), где τ,…,τ есть длительности положительных импульсных сигналов x,…,x∈{0,1}, синхронизированных по переднему фронту.
1
n
1
n
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не воспроизводятся операции supramin(τ,…,τ), submax(τ,…,τ).
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения любой из операций min(τ,…,τ), supramin(τ,…,τ), submax(τ,…,τ), max(τ,…,τ), где τ,…,τ есть длительности положительных импульсных сигналов x,…,x∈{0,1}, синхронизированных по переднему фронту.
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>2</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в импульсном селекторе, содержащем n-1 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, n-1 замыкающих ключей и резистор, выходу j-го
замыкающего ключа и первый вход i-го
элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с входом (j+1)-го замыкающего ключа и i-ым информационным входом импульсного селектора, а резистор подсоединен между объединенными вторыми входами всех элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и объединенными выходом (n-1)-го замыкающего ключа, выходом импульсного селектора, особенность заключается в том, что в него введены n-1 размыкающих и n-2 дополнительных замыкающих ключей, управляющий вход j-ых замыкающего, размыкающего, дополнительного замыкающего ключей и управляющий вход (n-1)-ых замыкающего, размыкающего ключей соединены соответственно с выходом j-го и выходом (n-1)-го элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вход (j+1)-го и выход i-го размыкающих ключей соединены соответственно с выходом j-го дополнительного замыкающего и выходом i-го замыкающего ключей, выход предыдущего дополнительного замыкающего ключа соединен с входом последующего дополнительного замыкающего ключа, а второй вход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вход первого замыкающего ключа и объединенные входы первых размыкающего, дополнительного замыкающего ключей соединены соответственно с первым, вторым и третьим настроечными входами импульсного селектора.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого импульсного селектора. На фиг.2 приведены временные диаграммы, поясняющие принцип его работы (например, при n=4).
1
n-1
1
n-1
1
n-1
1
n-2
j+1
1
n-1
n-1
j
j
j
n-1
n-1
j
j+1
j
j
i,
1
1
1
1
<mrow><msub><mn>2</mn><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>2</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><msub><mn>1</mn><mi>i</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>2</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Импульсный селектор содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1,…,1 замыкающие ключи 2,…,2, резистор 3, размыкающие ключи 4,…,4 и дополнительные замыкающие ключи 5,…,5, причем выход ключа
и первый вход элемента
соединены соответственно с входом ключа 2 и i-ым информационным входом импульсного селектора, резистор 3 подсоединен между объединенными вторыми входами элементов 1,…,1 и объединенными выходом ключа 2 и выходом импульсного селектора, управляющий вход ключей 2, 4, 5 и управляющий вход ключей 2, 4 соединены соответственно с выходами элементов 1 и вход ключа 4 и выход ключа 4 соединены соответственно с выходами ключей 5 и 2 выход предыдущего дополнительного замыкающего ключа соединен с входом последующего дополнительного замыкающего ключа, а второй вход элемента 1, вход ключа 2 и объединенные входы ключей 4, 5 соединены соответственно с первым, вторым и третьим настроечными входами импульсного селектора.
1
n-1
1
n-1
1
2
3
n
n
1
n-1
n
j
j
j
j
n-1
n-1
n-1
n-1
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1,</mn><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>2</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Работа предлагаемого импульсного селектора осуществляется следующим образом. На его первый,…, (n-1)-й информационные входы подаются соответственно синхронизированные по переднему фронту положительные импульсные сигналы x,…,x∈{0,1}, имеющие длительности τ,…,τ соответственно. На его первый и второй, третий настроечные входы подаются соответственно необходимые управляющие сигналы f∈{0,1} и f,f∈{0,1,x} (x∈{0,1} - положительный импульсный сигнал, синхронизированный по переднему фронту с сигналами x…x и имеющий длительность τ). Если на управляющем входе ключей 2, 4, 5
действует логическая «1» либо логический «0», то ключи 2/, 5/ соответственно замкнуты либо разомкнуты, а ключ 4 - соответственно разомкнут либо замкнут. Если на управляющем входе ключей 2, 4 присутствует логическая «1» либо логический «0», то ключ 2(4) соответственно замкнут (разомкнут) либо разомкнут (замкнут). Таким образом, имеем следующую таблицу
f<sub>1</sub>
f<sub>2</sub>
f<sub>3</sub>
Z
0
x<sub>n</sub>
0
<maths num="6"><math display="block"><mrow><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mn>1</mn><mtext> </mtext><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mtext> </mtext><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msub><mi>x</mi><mi>k</mi></msub></mrow></mstyle><mo>=</mo><mi>n</mi></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn><mtext> </mtext><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mtext> </mtext><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msub><mi>x</mi><mi>k</mi></msub></mrow></mstyle><mo>≠</mo><mi>n</mi></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow></math><img file="00000006.tif" he="29" wi="41" img-content="undefined" img-format="tif" /></maths>
0
1
x<sub>n</sub>
<maths num="7"><math display="block"><mrow><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mn>1</mn><mtext> </mtext><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mtext> </mtext><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msub><mi>x</mi><mi>k</mi></msub></mrow></mstyle><mo>≥</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn><mtext> </mtext><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mtext> </mtext><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msub><mi>x</mi><mi>k</mi></msub></mrow></mstyle><mo><</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow></math><img file="00000007.tif" he="29" wi="47" img-content="undefined" img-format="tif" /></maths>
1
0
x<sub>n</sub>
<maths num="8"><math display="block"><mrow><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mn>1</mn><mtext> </mtext><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mtext> </mtext><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msub><mi>x</mi><mi>k</mi></msub></mrow></mstyle><mo>≥</mo><mn>2</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn><mtext> </mtext><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mtext> </mtext><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msub><mi>x</mi><mi>k</mi></msub></mrow></mstyle><mo><</mo><mn>2</mn></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow></math><img file="00000008.tif" he="29" wi="41" img-content="undefined" img-format="tif" /></maths>
1
x<sub>n</sub>
1
<maths num="9"><math display="block"><mrow><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mn>1</mn><mtext> </mtext><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mtext> </mtext><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msub><mi>x</mi><mi>k</mi></msub></mrow></mstyle><mo>≠</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn><mtext> </mtext><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mtext> </mtext><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msub><mi>x</mi><mi>k</mi></msub></mrow></mstyle><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr></mtable></mrow></mrow></math><img file="00000009.tif" he="29" wi="41" img-content="undefined" img-format="tif" /></maths>
С учетом указанной таблицы и временных диаграмм (фиг.2) длительность импульсного сигнала Z, действующего на выходе предлагаемого селектора, определяется выражением
<mrow><msub><mi>τ</mi><mi>Z</mi></msub><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mi>min</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>τ</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mi>τ</mi><mi>n</mi></msub></mrow><mo>)</mo></mrow><mtext> </mtext><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mtext> </mtext><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mn>0,</mn><mtext> </mtext><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><msub><mi>x</mi><mi>n</mi></msub><mo>,</mo><mtext> </mtext><msub><mi>f</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>sup</mi><mi>r</mi><mi>a</mi><mi>min</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>τ</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mi>τ</mi><mi>n</mi></msub></mrow><mo>)</mo></mrow><mtext> </mtext><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mtext> </mtext><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mn>0,</mn><mtext> </mtext><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mn>1,</mn><mtext> </mtext><msub><mi>f</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><msub><mi>x</mi><mi>n</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>s</mi><mi>u</mi><mi>b</mi><mi>max</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>τ</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mi>τ</mi><mi>n</mi></msub></mrow><mo>)</mo></mrow><mtext> </mtext><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mtext> </mtext><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mn>1,</mn><mtext> </mtext><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mn>0,</mn><mtext> </mtext><msub><mi>f</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><msub><mi>x</mi><mi>n</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>max</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>τ</mi><mn>1</mn></msub><mo>,</mo><mo>…</mo><mo>,</mo><msub><mi>τ</mi><mi>n</mi></msub></mrow><mo>)</mo></mrow><mtext> </mtext><mi>п</mi><mi>р</mi><mi>и</mi><mtext> </mtext><msub><mi>f</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mn>1,</mn><mtext> </mtext><msub><mi>f</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><msub><mi>x</mi><mi>n</mi></msub><mo>,</mo><mtext> </mtext><msub><mi>f</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mrow><mo>.</mo></mrow>
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
1
n
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый импульсный селектор обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает воспроизведение любой из операций min(τ,…,τ), supramin(τ,…,τ), submax(τ,…,τ), max(τ,…,τ), где τ,…,τ есть длительности положительных импульсных сигналов x,…,x∈{0,l}, синхронизированных по переднему фронту.