RU2177177C1

RU2177177C1 - Формирователь зоны нечувствительности

Info

Publication number: RU2177177C1
Application number: RU2000132785A
Authority: RU
Inventors: Д.В. Андреев
Original assignee: Ульяновский государственный технический университет
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2001-12-20

Abstract

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. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения однополярной и двухполярной функций зоны нечувствительности. Устройство содержит два компаратора, два вычитателя, ключи. 3 ил.

Description

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 формирователи зоны нечувствительности (см. например, а.с. СССР 1460730, кл. G 06 G 7/25, 1989г.), которые воспроизводят однополярную функцию зоны нечувствительности.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных формирователей зоны нечувствительности, относится ограниченные функциональные возможности, так как эти формирователи не воспроизводят двухполярную функцию зоны нечувствительности.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип формирователь зоны нечувствительности (а.с. СССР 1397944, кл. G 06 G 7/25, 1988г.), который воспроизводит двухполярную функцию зоны нечувствительности и содержит вычитатель и два компаратора.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится ограниченные функциональные возможности, так как прототип не воспроизводит однополярную функцию зоны нечувствительности.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения однополярной и двухполярной функций зоны нечувствительности.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в формирователе зоны нечувствительности, содержащем два компаратора и первый вычитатель, первый вход которого является информационным входом формирователя зоны нечувствительности, особенность заключается в том, что в него введены второй вычитатель и четыре ключа, причем первый, третий и второй, четвертый ключи выполнены соответственно замыкающими и размыкающими, управляющий вход первого, второго и управляющий вход третьего, четвертого ключей соединены соответственно с выходом первого и выходом второго компараторов, подключенных инвертирующими входами к объединенным первым входам первого и второго вычитателей, выходы которых соединены соответственно с входом первого и входом четвертого ключей, а вход второго и вход третьего ключей соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и выходом второго ключа, неинвертирующий вход первого компаратора подключен к второму входу первого вычитателя и является первым настроечным входом формирователя зоны нечувствительности, второй настроечный вход и выход которого образованы соответственно объединенными неинвертирующим входом второго компаратора, вторым входом второго вычитателя и объединенными выходами первого, третьего, четвертого ключей.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:
- дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;
- замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;
- исключение какой-либо части (элемента) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;
- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;
- выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;
- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака (признаков), представлении таких признаков во взаимосвязи, либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

На фиг.1 представлена схема предлагаемого формирователя зоны нечувствительности. На фиг.2 и фиг.3 изображены графики воспроизводимых им функций.

Формирователь зоны нечувствительности содержит первый и второй компараторы 1₁ и 1₂, первый,...,четвертый ключи 2₁,...,2₄, первый и второй вычитатели 3₁ и 3₂, причем ключи 2₁, 2₃ и 2₂, 2₄ выполнены соответственно замыкающими и размыкающими. Управляющий вход ключей 2₁, 2₂ и управляющий вход ключей 2₃, 2₄ соединены соответственно с выходами компараторов 1₁ и 1₂, а входы ключей 2₁, 2₂, 2₃ и 2₄ соединены соответственно с выходом вычитателя 3₁, шиной нулевого потенциала, выходом ключа 2₂ и выходом вычитателя 3₂, неинвертирующий вход компаратора 1_i (i =

) подключен к второму входу вычитателя 3_i и является i-ым настроечным входом формирователя зоны нечувствительности, выход и информационный вход которого образованы соответственно объединенными выходами ключей 2₁, 2₃, 2₄ и объединенными инвертирующими входами компараторов 1₁, 1₂, первыми входами вычитателей 3₁, 3₂.

Работа предлагаемого формирователя зоны нечувствительности осуществляется следующим образом. На его информационный вход подается информационный аналоговый сигнал (напряжение) х; на его первом и втором настроечных входах фиксируются соответственно отрицательное и положительное опорные напряжения х₁ и х₂. При этом выходное напряжение формирователя определяется выражением
Z=(а₁x+b₁x₁)P₁+(a₂x+b₂x₂)

где а_i, b_i∈{-1,1} есть знаковые коэффициенты соответствующих входов вычитателя 3_i (а_i=-b_i);

= 1 - P_i. Таким образом, предлагаемый формирователь при а₁=а₂=1, b₁=b₂=-1; при a₁=a₂=-1, b₁=b₂=1; при а₁= b₂=1, b₁=a₂=-1 и при a₁=b₂=-1, b₁=a₂=1 будет воспроизводить функции, графики которых изображены соответственно на фиг.2а; фиг.2б; фиг.3а и фиг.3б.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что формирователь (фиг. 1) обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как воспроизводит двухполярную (фиг.2) и однополярную (фиг. 3) функции зоны нечувствительности. Дополнительным достоинством предлагаемого формирователя является более высокое по сравнению с прототипом быстродействие, поскольку максимальное время задержки распространения сигнала в прототипе и формирователе (фиг.1) определяется соответственно выражениями τ = 2τ_к + 2τ_кл + τ_в и τ = τ_кл+max(τ_в,τ_к), где τ_к, τ_кл, и τ_в есть время задержки компаратора, ключа и вычитателя соответственно.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного устройства следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в области автоматики и аналоговой вычислительной техники в качестве функционального узла аналоговых вычислительных машин, систем автоматического регулирования и управления, аналоговых процессоров и др.;
- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Claims

Формирователь зоны нечувствительности, содержащий два компаратора и первый вычитатель, первый вход которого является информационным входом формирователя зоны нечувствительности, отличающийся тем, что в него введены второй вычитатель и четыре ключа, причем первый, третий и второй, четвертый ключи выполнены соответственно замыкающими и размыкающими, управляющие входы первого, второго и управляющие входы третьего, четвертого ключей соединены соответственно с выходом первого и выходом второго компараторов, подключенных инвертирующими входами к объединенным первым входам первого и второго вычитателей, выходы которых соединены соответственно с входом первого и входом четвертого ключей, а вход второго и вход третьего ключей соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и выходом второго ключа, неинвертирующий вход первого компаратора подключен к второму входу первого вычитателя и является первым настроечным входом формирователя зоны нечувствительности, второй настроечный вход и выход которого образованы соответственно объединенными неинвертирующим входом второго компаратора, вторым входом второго вычитателя и объединенными выходами первого, третьего, четвертого ключей.