RU2060550C1 - Ранговый квантователь - Google Patents
Ранговый квантователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2060550C1 RU2060550C1 RU93057942A RU93057942A RU2060550C1 RU 2060550 C1 RU2060550 C1 RU 2060550C1 RU 93057942 A RU93057942 A RU 93057942A RU 93057942 A RU93057942 A RU 93057942A RU 2060550 C1 RU2060550 C1 RU 2060550C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inputs
- group
- input
- adders
- commutators
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Использование: в автоматике и вычислительной технике для рангово-адресной идентификации массивов аналоговых сигналов. Сущность изобретения: квантователь содержит n входных шин и n суммирующих шин, в каждую из которых включены n-1 последовательно соединенных сумматоров, и 0,5n(n-1) реляторов, состоящих из компараторов, которые управляют демультиплексорным перекидным ключом. Переключательные входы реляторов и входы суммирующих шин соединены соответственно с первым и вторым источниками опорных напряжений. Реляторы образуют n-1 групп, в которых i-я группа (i= 1, 2....n-1) содержит i реляторов. Инвертирующие компараторные входы i-й группы реляторов присоединены к (i+ 1)-й входной шине, а их вторые выходы соединены с вторыми входами сумматоров (i+ 1)-й суммирующей шины, неинвентирующие компараторные входы i-й группы реляторов присоединены соответственно к первой до i-й входным шинам, а их первые выходы присоединены к вторым входам сумматоров, расположенных соответственно в первой до i-й суммирующих шинах. 2 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области автоматике и аналоговой вычислительной технике, в частности может быть использовано в нейтронных сетях для ситуационной классификации заданного множества аналоговых сигналов, для адресно-ранговой идентификации сигналов и дp.
Известны аналого-ранговые преобразователи, воспроизводящие операцию линейного преобразования ранга ri заданного сигнала xi x(ri)принадлежащего множеству аналоговых сигналов x1,xn [1]
Недостатком известных устройств является ограниченные функциональные возможности, так как они не могут воспроизводить операцию параллельного аналого-рангового преобразования всего множества x1,xnсигналов. Такое параллельное преобразование возможно при использовании нескольких аналого-ранговых преобразователей (по количеству сигналов x1,xn),но при этом в n раз возрастают аппаратурные затраты.
Недостатком известных устройств является ограниченные функциональные возможности, так как они не могут воспроизводить операцию параллельного аналого-рангового преобразования всего множества x1,xnсигналов. Такое параллельное преобразование возможно при использовании нескольких аналого-ранговых преобразователей (по количеству сигналов x1,xn),но при этом в n раз возрастают аппаратурные затраты.
Наиболее близким к предлагаемому схемному решению является трехканальный аналого-ранговый преобразователь (ранговый квантователь), осуществляющий по выходам v1,vn операцию аналого-рангового преобразования трех (n=3) аналоговых сигналов. Ранговый квантователь построен на трех регуляторах логических элементах, воспроизводящих элементарные операции предикатной алгебры выбора, и трех сумматорах. Недостатком этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как его размерность жестко ограничена тремя аналоговыми сигналами (n=3) и он не допускает смещения (сдвига) квантованного вектора (v1,vn выходных сигналов по числовой оси [2]
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обработки массива входных сигналов любой размерности и смещения вектора выходных сигналов по числовой оси.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обработки массива входных сигналов любой размерности и смещения вектора выходных сигналов по числовой оси.
Это достигается тем, что в ранговом квантователе, содержащем n входных и выходных шин и 0,5 n (n-1) реляторов, переключательные входы которых присоединены к первому источнику опорного напряжения, инвертирующие компараторные входы реляторов i-й группы присоединены к (i+1)-й входной шине, а их неинвертирующие компараторные входы от первого до i- го релятора присоединены соответственно к первой до i-й входным шинам квантователя, каждая суммирующая шина содержит n-1 двувходовых сумматоров, в которой выход каждого предыдущего сумматора соединен с первым входом последующего сумматора, вторые выходы реляторов в каждой i-й группе соединены с вторыми входами сумматоров (i+1)-й суммирующей шины, первые выходы первого до i-го реляторов в каждой i-й группе соединены с вторыми входами сумматоров, расположенными соответственно в первой до i-й суммирующих шинах, первые входы первых сумматоров всех суммирующих шин объединены и присоединены к второму источнику опорного напряжения.
На фиг. 1 изображена схема рангового квантователя (n-канального аналого-рангового преобразователя) при n 4. Квантователь содержит 0,5 n (n-1) реляторов 11 (первая группа реляторов), 21, 22 (вторая группа), N1, N2,Nn-1 (N-я группа реляторов), n входных 4 и n суммирующих 5 шин. Каждая суммирующая (сборочная) шина содержит n-1 двувходовых сумматоров 61, 71 (сумматоры первой группы), 82, 92, 102, 112 (сумматоры второй группы), 12N, 13N, 14N, 15N, 16N, 17N (сумматоры N-й группы), (для фиг.1 N=n-1=3).
При необходимости каждая суммирующая шина может быть заменена n-входовым сумматором.
На входные (распределительные) шины подаются компоненты x1,xnвектора (х1,х2) входных аналоговых сигналов.
На фиг.2 изображена схема используемых в квантователе ряляторов.
Дифференциальный компаратор 20 управляет состоянием размыкающего 21 и замыкающего 22 ключей. Входные выводы ключей соединены и образуют переключательный вход релятора.
Каждая i-я группа реляторов содержит i реляторов, i 1,2,N=n-1. Инвертирующие компараторные входы реляторов i-й группы присоединены к (i+1)-й входной шине, а их неинвертирующие компараторные входы (вход первого релятора до входа i-го последнего релятора i-й группы) присоединены соответственно к первой до i-й входной шине.
Выход каждого предыдущего сумматора в каждой выходной шине соединен с первым входом последующего сумматора.
Вторые выходы в каждой i-й группе реляторов присоединены к (i+1)-й выходной шине. Первые выходы в каждой i-й группе реляторов присоединены к вторым входам сумматоров, расположенных соответственно в первой, второй и т.д. до i-й выходной шине.
Переключательные входы реляторов объединены и присоединены к первому источнику 18 опорного напряжения Е. Первые входы первых сумматоров всех суммирующих шин объединены и присоединены к второму (смещающему) источнику 19 опорного напряжения Ео. Выходом устройства являются первые выходы реляторов последней (n-1)-й группы и второй выход последнего релятора Nn-1 (n-1)-й группы, с которых снимается квантованный вектор (v1, v2,vn) выходных сигналов.
Первые выходы реляторов и второй выход последнего релятора в каждой i-й группе образуют n-2 дополнительных выходов рангового квантователя с выходными векторами (v1,v2) при i=1, (v1, v2, v3) при n=2, (v1,v2,vn-1) при i=n-1.
Работа рангового квантователя осуществляется следующим образом.
Ранговый квантователь при Ео=Е осуществляет отображение (x1,xn) ->>(v1, v2,vn) задающего вектора (x1,xn) в кортеж сигналов (v1,vn). Здесь v1=ri E, xi x(ri), где ri есть ранг сигнала xi, т.е. ранг ri сигнала xi=x(ri) является порядковым номером этого сигнала в последовательности x(1),x(n), полученной путем ранжирования входных сигналов x1,xn в порядке иx неубывания.
При n переменных возможны n! ситуационных отношений Ri (x,x) переменных x1,xn, где i1,in есть i-я перестановка целых чисел 1,2,n, представленные при n= 3 в таблице.
Здесь фрагмент таблицы II vi II выделенный двойными линиями, является рангового-адресной матрицей, которая воспроизводится ранговым квантователем. Устройство реализует алгоритм
ri=Ip(xi-xk)+ с идентификацией адреса (номера входа)
i iδ(xi-x(r)) переменной xi в кортеже (x1,xn) входных переменных xi.
ri=Ip(xi-xk)+ с идентификацией адреса (номера входа)
i iδ(xi-x(r)) переменной xi в кортеже (x1,xn) входных переменных xi.
Здесь Ip(x) есть единичная функция, равная нулю при x < 0, единице при х > 0 и p∈0,1} при х 0, δ (х) есть δ -функция Дирана равная единице при х=0 и нулю при х≠ 0.
При Ео=E в приведенной формуле константа 1-p=0. При Ео 0 квантователь воспроизводит вышеприведенный алгоритм при =1.
В последнем случае (источник Ео 19 отсутствует) первые сумматоры 61, 71, 92, 133 в каждой шине могут быть устранены.
В устройстве неквантованные по амплитуде компоненты вектора входных переменных преобразуется в равномерно квантованный по амплитуде вектор (v1, vn) выходных переменных с сохранением ранговых отношений исходного вектора (x1,xn).
При необходимости координаты вектора (v1,vn) могут быть смещены на величину Ео, т.е. в общем случае vi (ri-1)E+Eо.
По каждому выходу vi квантователь является аналого-ранговым преобразователем сигнала xi, а по всей совокупности выходов v1,vn ранговым квантователем с амплитудой идентификацией входа i, на который воздействует сигнал xi ранга ri (выходной сигнал vi riE индентифицирует i-й входной сигнал xi как по адресу i входа, так и по его рангу ri).
Таким образом, по сравнению с прототипом предложенное схемное решение позволяет осуществлять ранговое квантование входного вектора произвольной размерности и сдвиг квантованного выходного вектора вдоль числовой оси, а также параллельное ранговое квантование двух, трех и т.д. для n-1 переменных. При этом наращивание размеpности квантователя осуществляется без разрушения исходной схемы квантователя меньшей размерности.
Квантователь обладает высоким быстродействием, так как в отличии от устройств с последовательным алгоритмом обработки здесь преобразование осуществляется за один такт с быстродействием τ τ p + +(n-1) τ c,где τ p и τ c время задержки реляторов и сумматоров.
Claims (1)
- Ранговый квантователь, содержащий первый источник опорного напряжения, n входных шин, n суммирующих шин и 0,5n(n 1) реляторов, составляющих n 1 групп по i реляторов (где i 1,2, n 1) в i-й группе, каждый релятор содержит дифференциальный компаратор и замыкающий и размыкающий ключи, в каждом реляторе выход дифференциального компаратора соединен с управляющими входами замыкающего и размыкающего ключей, первые выводы которых подключены к первому источнику опорного напряжения, отличающийся тем, что в него введен второй источник опорного напряжения, j-я (j 1 n) суммирующая шина содержит n 1 сумматоров, первые входы первых сумматоров суммирующих шин подключены к второму источнику опорного напряжения, выход i-го сумматора j-й суммирующей шины соединен с первым входом (i + 1)-го сумматора j-й суммирующей шины, инвертирующие входы дифференциальных компараторов i-й группы подключены к (i + 1)-й входной шине, неинвертирующие входы с первого по i-й дифференциальных компараторов каждой группы соединены с одноименной входной шиной, вторые выводы замыкающих ключей i-й группы подключены к вторым входам сумматоров (i + 1)-й суммирующей шины, вторые выводы с первого по i-й размыкающих ключей i-й группы соединены с вторыми входами сумматоров с первой по i-ю суммирующих шин, вторые выводы замыкающих и размыкающих ключей являются соответствующими выходами квантователя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93057942A RU2060550C1 (ru) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | Ранговый квантователь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93057942A RU2060550C1 (ru) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | Ранговый квантователь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2060550C1 true RU2060550C1 (ru) | 1996-05-20 |
RU93057942A RU93057942A (ru) | 1996-08-27 |
Family
ID=20151017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93057942A RU2060550C1 (ru) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | Ранговый квантователь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2060550C1 (ru) |
-
1993
- 1993-12-29 RU RU93057942A patent/RU2060550C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Алгоритмы и устройство обработки сигналов и автоматизация проектирования. Сб.науч.трудов. Таллинн; АН Эстонии, 1991, с.62. 2. Волгин Л.И. Свойства и структуры функций осреднения. Таллинн: АН Эстонии, 1992, с.60. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0150114B1 (en) | Sampled data fir filters with enhanced tap weight resolution | |
US6732130B2 (en) | Fast hadamard transform device | |
KR930000207B1 (ko) | 논리 전가산기 회로 | |
SU1573458A2 (ru) | Устройство дл адресации | |
RU2060550C1 (ru) | Ранговый квантователь | |
EP0685808A1 (en) | Computing device | |
US3582634A (en) | Electrical circuit for multiplying serial binary numbers by a parallel number | |
EP1461866B1 (en) | Analog-to-digital converter and method of generating an intermediate code for an analog-to-digital converter | |
US5939925A (en) | Semiconductor circuitry to process analog signals using weighted- sum operations | |
RU2710866C1 (ru) | Ранговый фильтр | |
RU2700555C1 (ru) | Мажоритарный модуль | |
Wiegold et al. | Growth sequences of finite semigroups | |
US3879605A (en) | Special purpose hybrid computer to implement kronecker-matrix transformations | |
Chu et al. | Symmetric Toeplitz matrices with two prescribed eigenpairs | |
RU2169945C2 (ru) | Реляторный процессор для идентификации информационного сигнала по признаку его принадлежности к субмедианному или супрамедианному подмножествам массива аналоговых сигналов | |
US3618077A (en) | Walsh function generator | |
RU2242044C1 (ru) | Мажоритарный модуль | |
RU2154299C1 (ru) | Ранговый процессор для идентификации и селекции субмедианного, медианного и супрамедианного значения информационного сигнала | |
RU2214625C2 (ru) | Компараторно-реляторная матрица с регулярной структурой | |
RU2768627C1 (ru) | Логический преобразователь | |
RU2778678C1 (ru) | Логический модуль | |
US5216424A (en) | Binary data converter | |
SU1256014A1 (ru) | Устройство дл сортировки данных | |
RU2109338C1 (ru) | Аналоговый логический элемент для идентификации и селекции экстремального, супраэкстремального или субэкстремального значений информационного сигнала | |
RU2037197C1 (ru) | Устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений |